java-jvm虚拟机原理
JVM工作原理
JVM工作原理JVM（Java虚拟机）是Java程序的运行环境，它负责将Java源代码编译成可执行的字节码，并提供运行时环境来执行字节码。
JVM的工作原理涉及到类加载、内存管理、垃圾回收、即时编译等多个方面。
1. 类加载JVM通过类加载器（ClassLoader）来加载Java类。
类加载器根据类的全限定名（包括包名和类名）在类路径中查找对应的字节码文件，并将其加载到内存中。
类加载器采用双亲委派模型，即先由父类加载器尝试加载类，如果父类加载器无法加载，则由子类加载器尝试加载。
这种模型保证了类的唯一性和安全性。
2. 内存管理JVM将内存分为多个区域，包括方法区、堆、栈和程序计数器。
方法区存储类的元数据信息，如字段、方法、常量池等。
堆是存放对象实例的区域，通过垃圾回收机制来管理内存的分配和释放。
栈用于存储方法的局部变量和方法调用信息。
程序计数器用于指示当前线程执行的字节码指令。
3. 垃圾回收JVM通过垃圾回收机制自动回收不再使用的对象内存。
垃圾回收器会定期扫描堆内存，标记所有还在使用的对象，然后清理掉未被标记的对象。
常见的垃圾回收算法有标记-清除、复制、标记-整理等。
JVM还提供了不同的垃圾回收器，如Serial、Parallel、CMS、G1等，可以根据应用场景选择合适的垃圾回收器。
4. 即时编译JVM使用即时编译器（Just-In-Time Compiler）将热点代码（经常被执行的代码）编译成本地机器码，以提高执行效率。
JVM会监测程序的运行情况，根据热点代码的执行频率和调用关系进行优化编译。
即时编译器可以选择不同的编译策略，如解释执行、编译执行或混合执行。
5. 内存模型JVM定义了Java程序在多线程环境下的内存模型，保证多线程的内存可见性和有序性。
内存模型规定了线程之间如何进行通信和同步。
JVM使用主内存和工作内存的概念，线程之间的共享变量存储在主内存中，每个线程有自己的工作内存，线程对共享变量的操作先在工作内存中进行，然后通过主内存来同步和通信。
面试谈jvm原理
面试谈jvm原理Java虚拟机（JVM）是Java语言运行的基础。
JVM具有封装性、跨平台性、高度优化和可扩展性等特点，是Java应用程序的核心。
在Java的诞生初期，由于硬件环境和操作系统制约，JVM起到了垫底的作用。
而今天，JVM已经成为Java 运行效率和安全性的保障。
下面是一些我认为JVM原理面试时可能会涉及的重点：1. JVM的内存模型：JVM将内存分为堆内存和栈内存，堆内存用于存储对象实例和数组，而栈内存则用于存储方法的执行状态。
同时，JVM还有方法区和永久代的概念。
这些内存区域的大小和分配情况会影响JVM的性能和稳定性。
2. 垃圾回收机制：JVM的内存管理包括垃圾回收机制和内存分配机制。
垃圾回收机制是JVM实现自动内存管理的核心，JVM会周期性地扫描堆内存中没有被引用的对象，并自动回收它们所占用的内存。
垃圾回收机制常用的算法包括标记清除、复制和标记整理等。
3. 类加载机制：Java程序在运行时，需要将类文件中的二进制数据加载到JVM 中，才能执行相应的操作。
类加载机制将类文件加载到JVM中，并将它们解析为Java类。
类加载机制包括三个阶段：加载、链接和初始化。
4. JIT编译器：JIT（Just In Time）编译器是JVM在运行时动态优化的关键组件。
JIT编译器可以在程序运行时，根据代码的执行情况，生成本地机器代码，以提高程序的效率。
5. JVM调优：JVM的性能和稳定性很大程度上取决于JVM参数的设置和调整。
面试时，可能会涉及到如何根据系统的特点和需求，设置JVM参数以达到最佳性能和稳定性的问题。
总之，有关JVM原理的面试问题，往往涉及到JVM的内存模型、垃圾回收机制、类加载机制、JIT编译器和JVM调优等方面。
需要候选人对这些方面有比较深入的了解。
java虚拟机的工作原理
java虚拟机的工作原理Java虚拟机（JVM）是Java程序运行的环境，它负责解释和执行Java字节码。
JVM的工作原理可以分为三个主要的部分：类加载、字节码执行和垃圾回收。
1.类加载：JVM通过类加载器将Java字节码加载到内存中。
类加载器根据类路径在文件系统或网络中查找并读取字节码文件，然后将其转化为JVM运行时数据结构，如类和方法的元数据。
加载完成后，JVM会在方法区中存储类的元数据，并在堆中分配内存来存储类的实例。
2.字节码执行：3.垃圾回收：JVM提供垃圾回收机制来自动释放不再使用的内存。
JVM会跟踪每个对象的引用，当一个对象没有引用时，即被视为垃圾。
垃圾回收器定期执行垃圾收集操作，释放垃圾对象占用的内存。
垃圾回收器有不同的实现策略，如标记-清除、引用计数、复制、标记-整理等。
除了以上三个主要的部分，JVM还包含其他组件，如堆内存、栈、方法区等。
堆内存用于存储对象实例，栈用于存储局部变量和方法调用参数，方法区用于存储类的元数据和静态数据。
JVM的工作过程如下：1. 通过类加载器加载Java字节码。
2.解释执行或JIT编译字节码。
3.根据需要进行垃圾回收和内存管理。
4.执行程序。
JVM的优点是跨平台性、自动内存管理和高性能。
通过JVM，Java程序可以在不同的硬件和操作系统上运行，无需修改源代码。
JVM的自动内存管理功能减轻了开发人员对内存管理的负担，避免了内存泄漏和越界访问等错误。
JVM的即时编译技术能够将热点代码优化为本地机器代码，提高程序的执行效率。
在实际的Java应用开发中，了解JVM的工作原理有助于编写高效的代码和解决性能问题。
开发人员可以通过调整JVM参数、选择合适的垃圾回收器和内存分配策略来优化程序的性能。
同时，了解JVM的工作原理还有助于理解虚拟机层面的问题和调优技巧，提升应用的可靠性和稳定性。
jvm原理
JVM 原理解释JVM 全称是 Java Virtual Machine ，Java 虚拟机，这个 JVM 你是看不到的，它存在内存中。
我们知道计算机的基本构成是：运算器、控制器、存储器、输入和输出设备，那这个 JVM 也是有这成套的元素，运算器是当然是交给硬件 CPU 还处理了，只是为了适应“一次编译，随处运行”的情况，需要做一个翻译动作，于是就用了JVM 自己的命令集，JVM 的命令集则是可以到处运行的，因为 JVM 做了翻译，根据不同的CPU ，翻译成不同的机器语言。
JVM 是一个内存中的虚拟机，那它的存储就是内存了，我们写的所有类、常量、变量、方法都在内存中。
JVM 的组成部分Class Loader 类加载器类加载器的作用是加载类文件(.class)到内存，Class Loader 加载的 class 文件是有格式要求的。
类加载的最终产品是位于运行时数据区的堆区的Class对象。
Class对象封装了类在方法区内部的数据结构。
并且向JAVA程序提供了访问类在方法区内的数据结构。
JVM加载class文件的原理机制1. Java 中的所有类，必须被装载到 JMV 中才能运行，这个装载工作是由 JVM 中的类装载器完成的，类装载器所做的工作实质是把类文件从硬盘读取到内存中。
2. Java中的类大致分为三种：a) 系统类b) 扩展类c) 由程序员自定义的类3. 类装载方式，有两种：a) 隐式装载，程序在运行过程中当碰到通过 new 等方式生成对象时，隐式调用类装载器加载对应的类到jvm中。
b) 显式装载，通过 class.forname() 等方法，显式加载需要的类。
4. 类加载的动态性体现一个应用程序总是由n多个类组成，Java 程序启动时，并不是一次把所有的类全部加载后再运行，它总是先把保证程序运行的基础类一次性加载到 JVM 中，其它类等到 JVM 用到的时候再加载，这样的好处是节省了内存的开销。
jvm底层原理
jvm底层原理Java虚拟机（JVM）是一个虚拟环境，用于运行Java字节码和管理应用程序的内存。
它是Java程序模型和程序语言的基础，可以让Java程序在跨平台的操作系统中被执行和运行。
JVM的底层原理是什么呢？本文将探索JVM的底层原理以及它是如何实现跨平台运行的。
JVM的底层原理就是：将Java程序编译为字节码，然后由JVM 负责执行这些字节码，并负责管理Java程序的内存。
JVM由几部分组成：类加载器、解释器、调用处理器和运行时数据区。
首先，类加载器会加载Java源程序，将其编译为字节码，字节码会被加载到解释器中。
解释器定义了基本的Java语言规则，然后会解释、执行字节码，并将执行结果反馈给调用处理器。
调用处理器会对不同方法调用做出不同反应，这些方法调用包括内部类方法调用、虚拟方法调用等。
接下来，运行时数据区会存储程序的各种变量和对象，并且管理内存。
最后，JVM会利用垃圾回收机制来管理内存，确保程序不出现内存泄漏问题。
因此，JVM的底层原理是：将程序编译为字节码，由解释器解释执行，由调用处理器控制方法调用，由运行时数据区管理内存，然后由垃圾回收机制管理内存，最后实现跨平台的运行。
JVM的底层原理极大地改善和简化了Java程序的运行，使得Java 程序能够在不同平台上运行。
JVM的底层原理不仅提高了Java程序的执行效率，而且提供了安全的程序运行环境，确保了Java程序的稳定性。
总之，JVM的底层原理是一个重要的技术，使得Java程序能够跨平台地运行，提高了程序执行效率，提供了一个安全的运行环境。
研究JVM的底层原理，一定会帮助Java程序员实现更高效和安全的程序编写。
JVM运行机制及其原理
JVM运行机制及其原理JVM（Java Virtual Machine）是Java虚拟机的缩写，是运行Java 字节码的虚拟计算机。
它是Java平台的核心组件，负责在不同的操作系统上执行Java程序。
JVM运行机制主要包括类加载、字节码解释、即时编译、垃圾收集等过程，下面将详细介绍JVM运行机制及其原理。
1.类加载当一个Java程序被运行时，JVM会首先加载程序的主类，然后根据程序的依赖关系逐步加载相关的类。
类加载过程主要分为加载、验证、准备、解析和初始化几个阶段：-加载：通过类加载器将类文件加载到内存中。
- 验证：确保加载的类符合Java语言规范和JVM规范。
-准备：为类的静态变量分配内存并初始化为默认值。
-解析：将符号引用转换为直接引用。
-初始化：执行类的初始化方法。
2.字节码解释加载完类文件后，JVM会通过解释器将字节码文件逐条解释执行，将每条字节码翻译成对应的机器代码并执行。
这种方式简单直接，但效率较低，适用于少量代码和频繁切换的情况。
3.即时编译4.垃圾收集JVM还负责管理程序的内存，包括分配内存、回收无用内存等。
在Java中，内存是通过堆和栈来管理的，堆用于存放对象实例，栈用于存放基本数据类型和方法调用。
JVM通过垃圾收集器来管理堆内存，自动回收不再使用的对象，并将内存释放出来供其他对象使用。
5.类加载器类加载器是JVM的重要组成部分，负责加载class文件，并将其转换成JVM可以识别的数据结构。
JVM中存在多个类加载器，分为三个级别：启动类加载器、扩展类加载器和应用程序类加载器。
类加载器采用双亲委派模型，当需要加载一个类时，先委托给父类加载器加载，只有当父类加载器无法找到类时，才由自己加载。
6.内存模型JVM中的内存分为程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈、堆、方法区等几部分。
程序计数器记录当前指令执行的位置；虚拟机栈用于存放局部变量表和操作数栈；本地方法栈用于支持本地方法调用；堆用于存放对象实例；方法区用于存放类信息、静态变量等。
jvm的工作原理
jvm的工作原理
JVM（Java虚拟机）是一种运行Java字节码的虚拟机，它是Java 语言的核心组成部分。
JVM的主要工作是将Java代码编译成字节码并在运行时执行这些字节码。
JVM的工作流程如下：
1. 读取字节码：JVM读取字节码文件并将其加载到内存中。
2. 类加载：JVM将字节码文件转换为Java类，并进行类的验证、准备和解析。
3. 内存分配：JVM为Java类分配内存空间，并将其属性和方法加载到内存中。
4. 字节码执行：JVM执行Java字节码，通过解释器或即时编译器将字节码转换为机器码，并在CPU上运行。
5. 垃圾回收：JVM负责管理Java对象的内存分配和释放，使用垃圾回收算法来自动回收不再使用的对象。
JVM的工作原理是基于Java语言的跨平台特性，它将Java代码转换为字节码，使得Java程序可以在不同的操作系统和硬件上运行。
同时，JVM的垃圾回收机制可以有效地管理内存，避免了内存泄漏和越界访问等问题，提高了Java程序的稳定性和安全性。
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jvm 的原理
jvm 的原理JVM（Java Virtual Machine）是一种能够执行Java字节码的虚拟机。
它是Java技术的核心，负责将Java源代码编译为平台无关的字节码，并在不同的操作系统上执行这些字节码。
JVM的原理可以简单概括为以下几个方面：1. 类加载：JVM首先通过类加载器加载Java源代码编译生成的字节码文件。
类加载器将字节码文件加载到JVM中，并解析字节码文件的结构，创建对应的类模板。
2. 内存管理：JVM将内存划分为不同的区域，包括堆、栈、方法区等。
其中，堆是用于存储对象实例的区域，栈用于存储方法的调用栈，方法区则存储类的元数据信息。
JVM通过垃圾回收机制自动管理堆内存，释放不再使用的对象。
3. 即时编译：JVM在执行字节码时，会将热点代码（即频繁执行的代码）通过即时编译器（Just-In-Time Compiler）编译为本地机器码，以提高执行效率。
即时编译器会根据运行时的情况进行优化，如方法内联、循环展开等。
4. 解释执行：对于非热点代码，JVM会使用解释器将字节码逐条解释执行。
解释器将字节码转换为机器码并执行，但执行效率相对较低。
5. 安全机制：JVM提供了安全管理器（Security Manager）来保护系统安全。
安全管理器可以控制JVM对外部资源的访问权限，防止恶意代码对系统造成破坏。
6. 异常处理：JVM提供了异常处理机制来处理程序中的异常情况。
当程序发生异常时，JVM会根据异常处理器（Exception Handler）的配置，选择相应的处理方式，如打印异常信息、捕获并处理异常等。
7. 多线程支持：JVM支持多线程并发执行。
它通过线程调度器（Thread Scheduler）来调度各个线程的执行顺序，实现多线程的并发执行。
8. 跨平台性：由于JVM将字节码作为中间语言，可以在不同的操作系统上执行Java程序。
这使得Java具有较好的跨平台性，只需在不同平台上安装对应的JVM即可。
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Sun的JVMGenerationalCollecting算法
Sun的JVMGenerationalCollecting(垃圾回收) 原理是这样的：把对象分为年青代(Young)、 年老代(Tenured)、持久代(Perm)，对不同 生命周期的对象使用不同的算法。(基于对 对象生命周期分析)
1.Young（年轻代） 年轻代分三个区。一个Eden区，两个Survivor区。大部分 对象在Eden区中生成。当Eden区满时，还存活的对象将 被复制到Survivor区（两个中的一个），当这个Survivor 区满时，此区的存活对象将被复制到另外一个Survivor区， 当这个Survivor去也满了的时候，从第一个Survivor区复 制过来的并且此时还存活的对象，将被复制年老区 (Tenured。需要注意，Survivor的两个区是对称的，没先 后关系，所以同一个区中可能同时存在从Eden复制过来 对象，和从前一个Survivor复制过来的对象，而复制到年 老区的只有从第一个Survivor去过来的对象。而且， Survivor区总有一个是空的。 2.Tenured（年老代） 年老代存放从年轻代存活的对象。一般来说年老代存放的 都是生命期较长的对象。 3.Perm（持久代） 用于存放静态文件，如今Java类、方法等。持久代对垃 圾回收没有显著影响，但是有些应用可能动态生成或者调 用一些class，
3)方法表
运行时数据区—java中的堆
堆 1）同一个java应用所有的线程共享堆空间（由于每一个java程序独占一个java虚拟 机实例，因面每个java程序都有它自己的堆空间） 堆空间可以分为三部分：一个Eden区，Survivor区和 truned区 2）由new操作符创建的对象均位于堆中
运行时数据区--Java中的栈
6.super_class 7.interfaces_count 和interfaces 8.fields_count 和 fields 9.methods_count 和 fields 10.attributes_count 和 attributes
2个字节
Java代码编译和执行的整个过程包含了以下三个重 要的机制： 1.Java源码编译机制 2.类加载机制 3.类执行机制 Java代码编译是由Java源码编译器来完成，流程图 如下所示：
栈帧 栈帧由三部分组成：局部变量区、操作数 栈和帧数据区
Java 的class文件
Class文件的内容
在class文件中，可变长度项的大小和长度 位于其实际数据之前，这个特性使得class 文件数据流可以被顺序解析，首先读出项 的大小，然后读出项数据 1.magic（魔数） 4个字节 2.minor_version和major_version 4个字节 3.constant_pool_count 和 constant_pool 4.access_flags 2个字节 5.this_class 2个字节
每启动一个新的线程，java虚拟机都会为它分配一个java 栈，java栈上的都是此线程私有的 每当启用一个线程时，JVM就为他分配一个Java栈，栈是 以帧为单位保存当前线程的运行状态。【当前方法，当前 帧，当前类，当前常量池】 每当线程调用一个Java方法时，JVM就会在该线程对应的 栈中压入一个帧，这个帧自然就成了当前帧。当执行这个 方法时，它使用这个帧来存储参数、局部变量、中间运算 结果等等。 Java栈上的所有数据都是私有的。任何线程都不能访问另 一个线程的栈数据。 Java栈和帧在内存中也不必是连续的,帧可以分布在连续 的栈里，也可以分布在堆里
Java中的类加载机制
Java中的类加载机制
JVM的类加载是通过ClassLoader及其子类 来完成的，类的层次关系和加载顺序可以 由下图来描述：
Bootstrap ClassLoader /启动类加载器 $JAVA_HOME中jre/lib/rt.jar里所有的class，由C++实现， 不是ClassLoader子类 Extension ClassLoader/扩展类加载器 负责加载java平台中扩展功能的一些jar包，包括 $JAVA_HOME中jre/lib/*.jar或-Djava.ext.dirs指定目录下 的jar包 App ClassLoader/ 系统类加载器 负责加载classpath中指定的jar包及目录中class Custom ClassLoader/用户自定义类加载器(ng. ClassLoader的子类) 属于应用程序根据自身需要自定义的ClassLoader，如 tomcat、jboss都会根据j2ee规范自行实现ClassLoader
Java字节码的执行是由JVM执行引 擎来完成，流程图如下所示：
class文件由以下部分组成： 1.结构信息 包括class文件格式版本号及各部分的数量与大小的信息 2.元数据 对应于Java源码中声明与常量的信息。包含类/继承的 超类/实现的接口的声明信息、域与方法声明信息和常量 池 3.方法信息。 对应Java源码中语句和表达式对应的信息。包含字节码、 异常处理器表、求值栈与局部变量区大小、求值栈的类型 记录、调试符号信息
java虚拟机原理介绍
目录
Java虚拟机 1.java虚拟机的生命周期 2.java虚拟机的体系结构 Java class文件 1.magic(魔数) 2.minor_version和major_version 3.constant_pool_count和constant_pool
类型的生命周期 1.类型的装载、连接和初始化 2.对象的生命周期 3.卸载类型 连接模型 动态连接和解析 垃圾收集
java类的生命周期
装载：就是把二进制形式的java类型读入java虚拟机中
验证： 准备：为类变量分配内存，设置默认值。但是在到达初始化 之前，类变量都没有初始化为真正的初始值 解析：解析过程就是在类型的常量池中寻找类、接口、字段 和方法的符号引用，把这些符号引用替换成直接引用 的过程在符号引用被程序首次使用之前，连接这个步骤 都是可选的 初始化: 为类变量赋予正确的初始值
运行时数据区--方法区
1）所有的线程都共享方法区，方法区必须被设计为线程安全的，方法区 大小不固定 2）方法区 存储以下类型信息：
类的全限定名 超类的全限定名 是接口还是类 类的访问修饰修饰符 该类的【常量池】 字段信息 方法信息 类（静态）变量 ：类变量是由所有类实例共享的，即使没有类实例，也 可以访问 一个到类ClassLoader引用 一个到类的引用
Java虚拟机生命周期
每运行一个java程序，便得到JAVA虚拟机 的实例 每个Java程序都运行于它自己的Java虚拟 机实例中 当程序关闭退出，这个虚拟机实例也就随 之消亡 程序本身也能够通过调用Runtime类或者 System类的exit()方法退出。
Java虚拟机体系结构
在Java假虚拟机规范中，一个虚拟机实例 的行为时分别按照子系统、内存区、数据 类型以及指令这几个术语来描述的。这些 组成部分一起展示了抽象的虚拟机的内部 抽象体系结构。
类实例化: 为新的对象分配内存 为实例变量赋默认值 为实例变量赋正确的初始值 java编译 器为它编译的每一个类都至少生成一个实例初始化 方法，在java的class文件中，这个实例初始化方法被称为 ”<init>“。针对源代码中每一个类的构造方法，java编译器都 产生一个<init>方法
JVM内存回收
JVM内存回收
根集(root set)： 所谓根集就是正在执行的Java程序可以访问的引 用变量的集合(包括局部变量、参数、类变量)， 程序可以使用引用变量访问对象的属性和调用对 象的方法。垃圾收集首选需要确定从根开始哪些 是可达的和哪些是不可达的，从根集可达的对象 都是活动对象，它们不能作为垃圾被回收，这也 包括从根集间接可达的对象。而根集通过任意路 径不可达的对象符合垃圾收集的条件，应该被回 收
Java中的类加载双亲委派机制
JVM在加载类时默认采用的是【双亲委派 机制】。通俗的讲，就是某个特定的类加 载器在接到加载类的请求时，首先将加载 任务委托给父类加载器，依次递归，如果 父类加载器可以完成类加载任务，就成功 返回；只有父类加载器无法完成此加载任 务时，才自己去加载。
java中的类执行机制
常用的算法：
1、 引用计数法(Reference Counting ollector) 2、tracing算法(Tracing Collector) 3、compacting算法(Compacting Collector) 4、copying算法(Coping Collector) 5、generation算法(Generational Collector) 6、adaptive算法(Adaptive Collector)
所讲内容