一次性聊透JVM架构设计，就算八股文也得会

有位小伙伴在我的次性粉丝群里面问我一个面试题，说面试被问对JVM的聊透理解，不知道怎么回答，架计算今天咱们来聊透，构设股文就算是次性八股文你也得会。另外，聊透往期面试题解析中配套的架计算文档我已经准备好，想获得的构设股文可以在我的煮叶简介中找到。

先来看什么是次性JVM?

1、什么是聊透JVM

JVM(Java Virtual Machine)其实是一套标准。通过定义虚拟机，架计算像真实计算机一样，构设股文能够运行字节码指令。次性JVM的聊透好处是可以屏蔽操作系统的细节， 使Java可以一次编写，架计算到处运行。

实现JVM的厂商有很多，比如Hotspot、JRockit、IBM J9等等。今天我们重点来聊一聊主流的香港云服务器Hotspot，因为Oracle JDK与OpenJDK都是采用HotSpot VM。从源码层面说，它们俩基本上没什么区别。

2、JVM架构设计

下面我给大家详细介绍一下JVM的架构设计，总体来看HotSpot VM 主要由3个核心部分组成：

类装载子系统(Class Loader Subsystem)。运行时数据区(Runtime Data Areas)。执行引擎(Execution Engine)。

那么Hotspot JVM架构细节和运行机制又是怎样的呢?首先，将编译好的.class文件装载到类加载子系统，它的主要功能是查找并验证类文件、完成相关内存空间的分配和对象赋值。

类文件加载到内存之后由运行时数据区来完成数据存储和数据交换。运行时数据区又分为线程共享内存区和线程隔离内存区。线程共享内存区包括方法区和堆区，它们是程序员能够通过编写代码直接操作的内存区，而线程隔离内存区包括栈区、程序计数器和本地方法栈，它们是完全由JVM来调度的内存区域。

首先来看方法区，亿华云它的主要功能是存储运行时常量池、字段和方法的元数据和类的的元数据。

而堆区呢，主要是用来存储Java对象的实例，也就是我们new的类都存在堆区。

栈区是通过线程的方式运行来加载各种方法。

程序计数器呢，是负责保存每个线程执行的方法的地址。

本地方法区是负责加载并运行native类型的方法。

这样，通过运行时数据区的五个内存区就能完成Java程序程序逻辑的执行和数据交换。接下来看执行引擎，它主要包含即时编辑器和垃圾回收器。

即时编译器，通俗地理解就是服务器租用用来将字节码翻译成操作系统能够执行的CPU指令，可以通过JVM参数来设置选择解释执行或者是编译执行。

所谓解释执行就是直接将字节码作为源程序输入解释执行，不必等待编译器全部编译完成再执行，这样可以省去许多不必要的编译时间。

而编译执行就是就是由编译程序将目标代码一次性编译成目标程序，再由机器运行，执行效率更高，占用内存资源也更小。

在Hotspot的实现中默认是两种方式的组合。

垃圾回收器主要负责对运行时数据区的数据进行管理和回收，其实就是对各种垃圾回收算法的实现，总体来说有三种核心算法，分别是复制算法、标记清除算法和标记整理算法，这些算法的选择呢，我们可以通过JVM参数来设置。

最后，来看本地方法接口，也就是JNI技术。我们可以通过JNI来查找并调用C或C++实现的代码，还可以调用操作系统的动态链接库(DLL)等等。

3、总结

好了，通过对Hotspot架构的分析，相信各位小伙伴已经非常清晰地知道了JVM的运行原理。当然，在实际的开发过程中，我们可以通过配置JVM参数来对JVM进行调优，比如这些参数。

还可以通过一些常见的JDK命令来分析JVM的状态，查找问题的原因从而完成对JVM的调优，比如这些命令。

以上就是我对JVM的理解。

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