一、JVM的体系结构

---

类装载系统

1、定位和导入二进制class文件

2、验证导入类的正确性

3、为类分配初始化内存

4、帮助解析符号引用

执行引擎

执行包在装载类的方法中的指令，也就是方法

运行区数据

虚拟机会在整个计算机内存中开辟一块内存存储JVM需要用到的对象，变量等，运行区数据有分很多小区，分别为：方法区，虚拟机栈，本地方法栈，堆，程序计数器。

GC

垃圾回收器，是负责回收内存中无用的对象，就是这些对象没有任何引用了，它就会被视为垃圾，也就会被删除。

 

二、类在JVM的执行流程

---

那么类在JVM的执行流程是怎么做的呢？共有三步：加载、链接和初始化。

加载

JVM将java类的二进制形式加载到内存中，并将它缓存在内存中，以便后面使用，如果没有找到指定的类就会抛出异常ClassNotFound，进程在这里结束。没有错误就继续在Java堆中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为方法区域数据的访问入口。

链接

这个阶段做三件事：验证、准备和解析（可选）。

验证是JVM根据java语言和JVM的语义要求检查这个二进制形式。例如，如果篡改经过编译后的类文件，那么这个类文件可能就不能使用了。

准备是指准备要执行的指定的类，准备阶段为变量分配内存并设置静态变量的初始化。在这个阶段分配的仅为类的变量（static修饰的变量），而不包括类的实例变量。对非final的变量，JVM会将其设置成“零值”，而不是其赋值语句的值：

public static int num = 8；

那么在这个阶段，num的值为0，而不是8。 final修饰的类变量将会赋值成真实的值。

解析是检查指定的类是否引用了其他的类/接口，是否能找到和加载其他的类/接口。这些检查将针对被引用的类/接口递归进行，JVM的实施也可以在后面阶段执行解析，即正在执行的代码真正要使用被引用的类/接口的时候。

初始化

在这最后一步中，JVM用赋值或者缺省值将静态变量初始化，初始化发生在执行main方法之前。在指定的类初始化前，会先初始化它的父类，此外，在初始化父类时，父类的父类也要这样初始化。这个过程是递归进行的。

简而言之，整个流程是将类存进内存中，检查类的对应调用的类和接口是否可正常使用，再对类进行初始化的过程。

 

三、Java代码编译和执行的整个过程

Java代码编译是由Java源码编译器来完成，流程图如下所示：

Java字节码的执行是由JVM执行引擎来完成，流程图如下所示：

 

四、总结

Java虚拟机的生命周期 一个运行中的Java虚拟机有着一个清晰的任务：执行Java程序。

程序开始执行时他才运行，程序结束时他就停止。你在同一台机器上运行三个程序，就会有三个运行中的Java虚拟机。

Java虚拟机总是开始于一个main()方法，这个方法必须是公有、返回void、只接受一个字符串数组。在程序执行时，你必须给Java虚拟机指明这个包括main()方法的类名。 Main()方法是程序的起点，他被执行的线程初始化为程序的初始线程。程序中其他的线程都由他来启动。

Java中的线程分为两种：守护线程(daemon)和普通线程(non-daemon)。守护线程是Java虚拟机自己使用的线程，比如负责垃圾收集的线程就是一个守护线程。当然，你也可以把自己的程序设置为守护线程。包含Main()方法的初始线程不是守护线程。

只要Java虚拟机中还有普通的线程在执行，Java虚拟机就不会停止。如果有足够的权限，你可以调用exit()方法终止程序。