JVM基本框架

首先是JVM的整圖結構圖：

圍繞JVM記憶體空間有三個重要的組成部分（綠色框）：

另外的內容還包括：

• Javac編譯器（.java源程式如何如何編譯成類檔案？java的語法糖？）
• 程式的併發執行

JVM記憶體空間

三個重要組成部分都是圍繞JVM執行時的記憶體模型展開，因此先簡單介紹這部分。

• 虛擬機器棧：虛擬機器棧描述的是方法Method執行的記憶體模型：每個方法被呼叫時都會建立一個棧幀，存放方法區域性變量表、運算元棧和動態連結，方法出口地址。棧幀結構如下：
  

  • 每個執行緒都有私有的棧幀空間，相互獨立。
  • 當前執行方法擁有頂部當前棧幀，方法的呼叫和返回過程就是棧幀的入棧和出棧過程。
  • 區域性變量表：基本資料型別和物件引用區域性變數、方法引數和隱含的this指標。
  • 運算元棧：JVM位元組碼指令集是基於運算元棧的（就像x86硬體指令集基於通用暫存器一樣）。
  • 虛擬機器棧可通過VM引數-Xss（每個執行緒棧尺寸）設定棧空間大小，如果當前執行緒申請的棧深度大於虛擬機器允許的深度，StackOverFlowError異常。

• 本地方法棧：與虛擬機器棧類似，只是服務物件是Native方法。

• 程式計數器：當前執行緒程式碼執行指示器，每個執行緒獨立。
• 堆：幾乎所有物件例項在堆中分配空間（棧上只是堆中例項的引用），為所有執行緒共享。
  
  • 堆是垃圾收集器GC的主要管理區域（在講到GC時會有堆上空間的細分）
  • JIT編輯器的逃逸技術等，使某些物件也能夠在棧上分配空間。

• 方法區：存放被載入的類資訊、常量（final型別常量，常量池）、靜態變數、即時編譯器編譯後的原生代碼。

  • HotSpot JVM用持久代（Permanet Generation）來存放方法區。
  • 方法去垃圾回收主要是常量池回收和型別解除安裝。

  [執行時常量池]（Runtime Constant Pool）

  • 是方法區一部分，與Class檔案中[常量池]（Constant Pool Table）相對應，當類載入後，Class檔案的[常量池]將存放在[執行時常量池]中。
  • [常量池]存放編譯期生成的字面量（字串”abc”，宣告為final常量等）和符號引用
    （類和介面全限定名、欄位名、方法名等）。

物件的記憶體佈局和建立

1）堆是物件儲存區域，那麼一個物件記憶體佈局是怎樣的？

2）虛擬機器如何能夠解讀物件例項資料？即虛擬機器如何知道物件中各欄位具體偏移？

• 將類資訊指標置於物件頭內，如上圖。klass pointer指向方法區內物件型別元資料。這也是HotSpot的做法。
  

• 通過控制代碼。
  

  
  3）物件如何建立？

Point originOne = new Point(0,0);

在類被裝載、連線和初始化，這個類就隨時都可能使用了。物件例項化和初始化是就是物件生命的起始階段的活動，在這裡我們主要討論物件的初始化工作的相關特點。
Java 編譯器在編譯每個類時都會為該類至少生成一個例項初始化方法–即 “<init>()” 方法。此方法與原始碼中的每個構造方法相對應，如果類沒有明確地宣告任何構造方法，編譯器則為該類生成一個預設的無參構造方法，這個預設的構造器僅僅呼叫父類的無參構造器，與此同時也會生成一個與預設構造方法對應的 “<init>()” 方法.
通常來說，<init>() 方法內包括的程式碼內容大概為：呼叫另一個<init>() 方法；對例項變數初始化；與其對應的構造方法內的程式碼。
如果構造方法是明確地從呼叫同一個類中的另一個構造方法開始，那它對應的 <init>()方法體內包括的內容為：一個對本類的 <init>()方法的呼叫；對應用構造方法內的所有位元組碼。
如果構造方法不是通過呼叫自身類的其它構造方法開始，並且該物件不是 Object 物件，那<init>() 法內則包括的內容為：一個對父類 <init>()方法的呼叫；對例項變數初始化方法的位元組碼；最後是對應構造子的方法體位元組碼。
如果這個類是 Object，那麼它的 <init>() 方法則不包括對父類 <init>() 方法的呼叫。