JAVA虛擬機(jī)的體系結(jié)構(gòu)

　　下圖是JAVA虛擬機(jī)的結(jié)構(gòu)圖，每個(gè)Java虛擬機(jī)都有一個(gè)類裝載子系統(tǒng)，它根據(jù)給定的全限定名來(lái)裝入類型（類或接口）。同樣，每個(gè)Java虛擬機(jī)都有一個(gè)執(zhí)行引擎，它負(fù)責(zé)執(zhí)行那些包含在被裝載類的方法中的指令。

　　當(dāng)JAVA虛擬機(jī)運(yùn)行一個(gè)程序時(shí)，它需要內(nèi)存來(lái)存儲(chǔ)許多東西，例如：字節(jié)碼、從已裝載的class文件中得到的其他信息、程序創(chuàng)建的對(duì)象、傳遞給方法的參數(shù)，返回值、局部變量等等。Java虛擬機(jī)把這些東西都組織到幾個(gè)“運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)”中，以便于管理。

　　某些運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)是由程序中所有線程共享的，還有一些則只能由一個(gè)線程擁有。每個(gè)Java虛擬機(jī)實(shí)例都有一個(gè)方法區(qū)以及一個(gè)堆，它們是由該虛擬機(jī)實(shí)例中所有的線程共享的。當(dāng)虛擬機(jī)裝載一個(gè)class文件時(shí)，它會(huì)從這個(gè)class文件包含的二進(jìn)制數(shù)據(jù)中解析類型信息。然后把這些類型信息放到方法區(qū)中。當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)，虛擬機(jī)會(huì)把所有該程序在運(yùn)行時(shí)創(chuàng)建的對(duì)象都放到堆中。

　　當(dāng)每一個(gè)新線程被創(chuàng)建時(shí)，它都將得到它自己的PC寄存器（程序計(jì)數(shù)器）以及一個(gè)Java棧，如果線程正在執(zhí)行的是一個(gè)Java方法（非本地方法），那么PC寄存器的值將總是指向下一條將被執(zhí)行的指令，而它的Java棧則總是存儲(chǔ)該線程中Java方法調(diào)用的狀態(tài)——包括它的局部變量，被調(diào)用時(shí)傳進(jìn)來(lái)的參數(shù)、返回值，以及運(yùn)算的中間結(jié)果等等。而本地方法調(diào)用的狀態(tài)，則是以某種依賴于具體實(shí)現(xiàn)的方法存儲(chǔ)在本地方法棧中，也可能是在寄存器或者其他某些與特定實(shí)現(xiàn)相關(guān)的內(nèi)存區(qū)中。

　　Java棧是由許多棧幀（stack frame）組成的，一個(gè)棧幀包含一個(gè)Java方法調(diào)用的狀態(tài)。當(dāng)線程調(diào)用一個(gè)Java方法時(shí)，虛擬機(jī)壓入一個(gè)新的棧幀到該線程的Java棧中，當(dāng)該方法返回時(shí)，這個(gè)棧幀被從Java棧中彈出并拋棄。

　　Java虛擬機(jī)沒(méi)有寄存器，其指令集使用Java棧來(lái)存儲(chǔ)中間數(shù)據(jù)。這樣設(shè)計(jì)的原因是為了保持Java虛擬機(jī)的指令集盡量緊湊、同時(shí)也便于Java虛擬機(jī)在那些只有很少通用寄存器的平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)。另外，Java虛擬機(jī)這種基于棧的體系結(jié)構(gòu)，也有助于運(yùn)行時(shí)某些虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)的動(dòng)態(tài)編譯器和即時(shí)編譯器的代碼優(yōu)化。

　　下圖描繪了Java虛擬機(jī)為每一個(gè)線程創(chuàng)建的內(nèi)存區(qū)，這些內(nèi)存區(qū)域是私有的，任何線程都不能訪問(wèn)另一個(gè)線程的PC寄存器或者Java棧。

相關(guān)電子資料下載