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JAVA虛擬機實例學習筆記一

2013-11-23 19:02:00  來源: Java核心技術 

  編譯順序
           編譯器           虛擬機   虛擬機
  java源文件*java>字節碼*class>類裝載器>執行引擎
  
  一個class文件只能包含一個類或接口因此java文件中定義了多少類編譯時就會生成多少class文件(內部類不算)
  
  java程序可以選擇兩種方式訪問底層系統由程序員選擇
  
  ()通過java程序調用javaapi調用本地方法訪問底層系統與平台無關
  ()通過java程序直接調用本地方法訪問底層系統與平台相關
  本地方法即操作系統提供的方法
  
  類裝載器
  
  裝載java編譯器編譯好的字節碼*class和java api的字節碼到方法區
  
  java有兩種類裝載器
  
  ()啟動類裝載器系統唯一屬於虛擬機的一部分用特定語言編寫(與虛擬機體層語言相通)使用默認方式裝載類主要用來裝載核心類庫
  
  ()用戶自定義類裝載器可有任意多個用java編寫屬於java應用程序的一部分能被編譯成字節碼並被虛擬機所裝載
  
  一個裝載器裝載一個類及其該類所調用的一切類使他們相互聯系並形成一個命名空間(name space)每一個類裝載器對應一個命名空間即java中名字空間的原理
  
  類裝載器成線形排列自底向上頂部為啟動類裝載器除啟動類裝載器外其他類裝載器都由用戶實例化用來裝載不同的類當要裝載一
  
  個類時底部的裝載器試圖將該類交給父裝載器裝載而該父類又試圖交給他的父類裝載一直向上直到啟動類裝載器若父類裝載器無法
  
  裝載則交給子類裝載器裝載子類裝載能裝載的部分將余下部分交給他的子類直到底部
  裝載器abcdef啟動
  a>b>c>d>e>f>啟動
  當有一個類fun需要被裝載時他會一直上溯到頂部即啟動類裝載器如果啟動類裝載器無法裝載fun則交給f裝載f裝載能裝載的部分將其
  
  余部分交給e然後一直這樣下去
  
  如上所述運行過程中每個類裝載器裝載的類形成一個運行時包同一運行時包裡的類可以互相訪問但不能訪問包外部的類
  
  虛擬機的生命周期
  
  每個java程序都有自己的虛擬機實例隨著程序的產生和消亡而產生與消亡
  
  java程序運行時的內存結構
  
  程序空間分為方法區java棧本地方法棧
  
  ()方法區存放裝載的類數據信息包括
  基本信息
  每個類的全限定名
  每個類的直接超類的全限定名(可約束類型轉換)
  該類是類還是接口
  該類型的訪問修飾符
  直接超接口的全限定名的有序列表
  
  每個已裝載類的詳細信息
  運行時常量池存放該類型所用的一切常量(直接常量和對其他類型字段方法的符號引用)它們以數組形式通過索引被訪問是外部調用
  
  與類聯系及類型對象化的橋梁它是類文件(字節碼)常量池的運行時表示(還有一種靜態常量池在字節碼文件中)
  字段信息類中聲明的每一個字段的信息(名類型修飾符)
  方法信息類中聲明的每一個方法的信息(名放回類型參數類型修飾符方法的字節碼和異常表)
  靜態變量
  到類classloader的引用即到該類的類裝載器的引用
  到類class的引用虛擬機為每一個被裝載的類型創建一個class實例用來代表這個被裝載的類
  
  ()堆存放所有生成的對象及對象的實例變量
  
  ()java棧以幀的形似存放本地方法的調用狀態(包括方法調用的參數局部變量中間結果等)每調用一個方法就將對應該方法的方法幀壓入
  
  java棧成為當前方法幀當調用結束(返回)時就彈出該幀編譯器將原代碼編譯成字節碼(class)時就已經將各種類型的方法的局部變
  
  量操作數棧大小確定並放在字節碼中隨著類一並裝載入方法區當調用方法時通過訪問方法區中的類的信息得到局部變量以及操作數
  
  棧的大小
  
  java棧幀(即方法幀)由局部變量區操作數棧幀數據區組成
  
  局部變量區為一個以字為單位的數組每個數組元素對應一個局部變量的值調用方法時將方法的局部變量組成一個數組通過索引來訪問若為非靜態方法則加入一個隱含的引用參數this該參數指向調用這個方法的對象而靜態方法則沒有this參數因此對象無法調用靜態
  
  方法
  
  操作數棧也是一個數組但卻是通過棧操作來訪問所謂操作數是那些被指令操作的數據當需要對參數操作時如a=b+c就將即將被操作的參數壓棧如將b和c壓棧然後由操作指令將他們彈出並執行操作此處由iadd指令將b和c彈出並相加然後壓入操作數棧(一系列均由iadd執行)然後由i_storex指令將結果彈出存到索引x指向的局部變量區數組內(此處索引x指向局部變量a)
  
  虛擬機將操作數棧作為工作區
  
  幀數據區處理常量池解析異常處理等
  
  ()本地方法棧與調用的本地方法的語言相關如調用的是一個c語言方法則為一個c棧本地方法可以回調java方法
  若有java方法調用本地方法虛擬機就運行這個本地方法在虛擬機看來運行這個本地方法就是執行這個java方法如果本地方法拋出異常虛擬機就認為是這個java方法拋出異常
  
  ()執行程序時通過對象的引用在方法區中查找裝載的類若還沒有裝載則查找字節碼(類名class)並將其裝載入方法區
  在執行過程中虛擬機會將對象的符號引用(即對象名)替換為直接的指針以提高訪問速度
  
  ()因此大體可以表述為
  方法區存儲類包括接口的各種信息字節碼裝載到此處
  java棧存儲被調用的方法的各種信息只有調用該方法時才會將該方法幀壓入java棧
  堆存儲對象的信息包括對象的實例變量但不包括對象的方法只有調用對象的方法時才將方法幀壓入java棧中
  
  java數據類型
  
  數值類型
  浮點類型float double
  整數類型byteshortintlongchar(int和char可以互換)
  引用類型類類型接口類型數組類型
  
  java的引用類型
  
  引用與指針
  引用代表被引用的對象它只是引用對象的代表並不占用內存也不能修改如引用變量沒有引用對象則該引用變量=null
  指針存放對象的地址它是一個變量可以被修改和其他變量一樣占用內存
  
  方法區
  
  所有線程共享方法區但為滿足線程安全方法區中每一個類必須被設定為臨界資源即同一時刻某一個類只能被一個線程訪問
  
  類標識
  
  由於一個程序可以多次裝載同一個類且該類可以存在於不同的名字空間中(即可由不同的裝載器裝載)因此必須將裝載該類的裝載器的標識加上才能唯一標識一個類
  
  對象
  
  對象實例變量存儲在堆中對象符號引用則在常量池方法屬性表等可能出現的地方通過對象的引用可以訪問對象的實例數據和創建該對象
  
  的類的數據對象的引用指向堆中的對象
  實例結構有兩種見書本
  
  當調用對象的方法時需要進行動態綁定不能根據對象來確定需要調用的方法而是根據對象的類數據來確定需要調用的方法此時也需要通過對象的引用來訪問類數據
  動態綁定就是在運行時才綁定而不是在編譯時綁定
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