許多人知道類載入機制、JVM記憶體模型，但他們可能不知道什麼是《Java虛擬機器規範》。對於Java開發來說，《Java虛擬機器規範》才是最為官方、準確的一個文件，瞭解這個規範可以讓我們更深入地理解JVM。我們平常說的JVM其實更多說的是HotSpot（HotSpot是JVM規範的一種實現），但我們常常將HotSpot與JVM等同起來。正因對於JVM規範認識的不足，所以我專門準備一個系列的文章，帶著大家讀一讀JVM規範。

在接下來的一系列文章中，我將帶著大家一個章節一個章節解讀《Java虛擬機器規範》。但也因為個人實力原因，無法做好詳盡的講解。所以本系列文章的寫作風格是導讀。導讀的意思是我帶著你一起讀，遇到一段話，我寫下自己的一些想法，與大家分享。導讀的缺點就是不成體系，跟著章節走，所以讀這個系列的文章不會有深入淺出的感覺。這點大家需要做好心理準備，以免失望。

有時候難免會有紕漏，請大家見諒。也歡迎有興趣的朋友一起勘誤，一起提出不同見解，共同推進JVM學習氛圍。

緒論

開啟《Java虛擬機器規範》目錄，我們可以看到規範分為下面幾個部分：

• 第1章 引言
• 第2章 Java虛擬機器結構
• 第3章 為Java虛擬機器編譯
• 第4章 Class檔案格式
• 第5章 載入、連結與初始化
• 第6章 Java虛擬機器指令集
• 第7章 操作碼助記符

第1章 引言

從第1章的目錄可以看出，其主要介紹一些歷史以及Java虛擬機器的基礎知識，還有各章節提要，沒有什麼難度。略過。

第2章 Java虛擬機器結構

第2章介紹了Class檔案格式、資料型別、原始型別、引用型別、執行時資料區、棧幀、位元組碼指令等。

在這一部分中，我們比較熟悉的就是執行時資料區了。其實我們習慣性叫Java虛擬機器記憶體模型或記憶體結構，但在JVM規範中是叫做執行時資料區的。此外棧幀也是非常重要的一個部分，與方法的呼叫有關。位元組碼指令則是更加深層次的知識。

此外，資料型別、原始型別、引用型別等也是基礎的知識，但用得相對較少。

第3章 為Java虛擬機器編譯

這一章從名字可以看出，寫的是如何編譯Java檔案的，將Java檔案編譯為位元組碼檔案，最終提供給Java虛擬機器使用。

我們之前提到Java虛擬機器其實就是將位元組碼檔案翻譯成機器碼，所以這裡就是編譯器把Java原始碼編譯成位元組碼。但是到底如何編譯呢？

• 算數運算要怎麼編譯？
• 常量池如何編譯？
• 方法呼叫如何編譯？
• ……

這一章解決的就是這個問題。

第4章 Class檔案格式

前面提到過JVM的輸入物料是位元組碼檔案，也就是Class檔案，而不是Java檔案。也就是說無論是Java語言，還是php語言，只要你能編譯出位元組碼檔案，那JVM就能夠執行。

那麼我們就知道這個Class檔案必定是有統一格式的。而這一章節說的內容就是Class檔案的格式構成。之前我們寫過一個HelloWorld.java檔案，將其編譯成位元組碼檔案，然後一個位元組一個位元組地分析其內容。要能分析位元組碼檔案的內容，首先就得弄清楚Class檔案的格式。而這一章就是講解位元組碼檔案格式的。

這一章節也是非常重要的。

第5章 載入、連結與初始化

Java虛擬機器規範其實是遞進、非常有節奏的。前面第2章講了JVM的記憶體結構，之後將如何將原始檔（.java）編譯成位元組碼檔案（.class）檔案，之後將了位元組碼檔案的格式。那麼下一步是什麼？

下一步就是把位元組碼檔案載入到記憶體中執行呀！

沒錯，第5章說的就是這個內容。

首先是載入。《Java虛擬機器規範》在這一章中說明了Java虛擬機器將如何啟動、如何建立、載入類。

其次是連結（包括驗證、準備、解析）。首先會驗證，位元組碼檔案載入進來了，那麼就必須要驗證下這個位元組碼檔案是否寫對了，不然隨便寫一個檔案就執行，豈不是亂套了。準備是給變數和物件分配記憶體。校驗完資料格式，那麼就要針對位元組碼內容進行解析了，就是讀懂這些位元組碼資料到底要幹嘛。這個過程包括了：類與介面解析、欄位解析、普通方法解析等等。

之後是初始化。會執行一些初始化的構造方法，用於初始化資料。

最後執行完畢，Java虛擬機器退出。

第6章 Java虛擬機器指令集

指令集，其實就是一系列指令的集合。例如我們需要給一個區域性變數賦予1這個值，即這個動作：int a = 1; 在我們看來，這很簡單，但對於機器來說需要很多個動作。

所以Java虛擬機器指令集就是將這些常用的動作集中起來，定義成一系列指令，方便我麼能使用。

總結

《Java虛擬機器規範》是最官方的標杆，弄懂它之後，你不會再為網上亂七八糟的資料煩惱，因為這裡就是最標準的。但對於初學者來說，看JVM規範實在是枯燥難懂。所以如果你是初學者，看了這個系列的文章覺得很難懂，也不要氣餒，因為著很正常。作者也是經過了三四年的不斷理解和修正，才慢慢弄懂這些東西。

有時候寫這個系列，我也經常質問自己：你自己水平還不夠，如果寫出一些不準確的東西，豈不是誤人子弟。這個想法在我心中存在了許久，總是覺得要到達很高的水平才可以做這麼一件事情。但後來我想：做一件事情，更重要的是你有多想去做，你希望創造價值的信念有多強，而不是你有多強。有些人很強，但他們卻不分享了。而有些人，即使他們理解不是那麼深刻，但他們樂於分享，卻幫助了不少的人。

對於學習者的你們也是如此。學習JVM不是你需要對它的認識和理解有多深，而是你有多想學。來吧，和我一起一起進入JVM的海洋，一起學習吧！

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