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Java內(nèi)存結(jié)構(gòu)
- 1.JVM概述
- 2.程序計數(shù)器
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- 2.1.定義
- 2.2.作用及特點解釋
- 3.虛擬機棧
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- 3.1.棧的特點
- 3.2.棧的演示
- 3.3.棧的問題辨析
- 3.4.棧的線程安全問題
- 3.5.棧內(nèi)存溢出(StackOverflowError)
- 3.6.線程運行診斷
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- 3.6.1.案例1:cpu占用過多(linux系統(tǒng)為例)
- 3.6.2.案例2:線程診斷_遲遲得不到結(jié)果
- 4.本地方法棧
- 5.堆
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- 5.1.定義
- 5.2.堆內(nèi)存溢出(OutOfMemoryError:Java heap space)
- 5.3.堆內(nèi)存診斷
- 6.方法區(qū)
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- 6.1.定義
- 6.2.定義
- 6.3.方法區(qū)內(nèi)存溢出（OutOfMemoryError: Metaspace）
- 6.4.常量池
1.JVM概述
定義：
JVM全稱是Java Virtual Machine-java程序的運行環(huán)境(java二進制字節(jié)碼的運行環(huán)境)
好處:
- 一次編寫，到處運行（跨平臺）
- 自動內(nèi)存管理，垃圾回收功能
- 數(shù)組下標(biāo)越界檢查
- 多態(tài)
比較JVM,JRE,JDK之間的聯(lián)系和區(qū)別，我們可以用一張圖來解釋
JVM體系結(jié)構(gòu)如圖所示
一個類從Java源代碼（.java文件）編譯成了Java二進制字節(jié)碼以后，必須經(jīng)過類加載器才能被加載到JVM里面才能運行。
我們一般把類放在方法區(qū)里。類將來創(chuàng)建的對象放在堆的部分，而堆里面的對象在調(diào)用方法時會用到虛擬機棧和程序計數(shù)器以及本地方發(fā)展。
方法執(zhí)行時每行代碼是由執(zhí)行引擎中的解釋器逐行進行執(zhí)行的。方法里面的熱點代碼也就是頻繁調(diào)用的代碼，由即時編譯器來編譯執(zhí)行。GC會對垃圾進行回收。
我們可以通過本地方法接口來調(diào)用操作系統(tǒng)提供的功能。
JVM的內(nèi)存結(jié)構(gòu)包括：
1.方法區(qū)
2.程序計數(shù)器
3.虛擬機棧
4.本地方法棧
5.堆
2.程序計數(shù)器
2.1.定義
Program Counter Register程序計數(shù)器(寄存器)
作用：
??是記住下一條jvm指令的執(zhí)行地址
特點
??是線程私有的
??不會存在內(nèi)存溢出(內(nèi)存結(jié)構(gòu)中唯一一個不會內(nèi)存溢出的結(jié)構(gòu))
在2.2中我們將會解釋程序計數(shù)器的作用及特點。
2.2.作用及特點解釋
二進制字節(jié)碼 JVM指令 Java源代碼 0: getstatic #20 // PrintStream out = System.out; 3: astore_1 // - 4: aload_1 // out.println(1); 5: iconst_1 // - 6: invokevirtual #26 // - 9: aload_1 // out.println(2); 10: iconst_2 // - 11: invokevirtual #26 // - 14: aload_1 // out.println(3); 15: iconst_3 // - 16: invokevirtual #26 // - 19: aload_1 // out.println(4); 20: iconst_4 // - 21: invokevirtual #26 // - 24: aload_1 // out.println(5); 25: iconst_5 // - 26: invokevirtual #26 // - 29: return
我們可以看到這些代碼，第一行System.out賦值給了一個變量，在4:中去調(diào)用println()方法。然后依次打印1,2,3,4,5。這些指令不能直接交給CPU來執(zhí)行，必須經(jīng)過解釋器的作用。它負(fù)責(zé)把一條一條的字節(jié)碼指令解釋成機器碼，然后機器碼就可以交給CPU來執(zhí)行。
也就是
二進制字節(jié)碼->解釋器->機器碼->CPU
實際上程序計數(shù)器的作用就是在指令的執(zhí)行過程中，記住下一條JVM指令的執(zhí)行地址。
上面我們二進制字節(jié)碼前面的數(shù)字0,3,4…我們可以把其理解為地址。根據(jù)這些地址信息，我們就可以找到命令來執(zhí)行。
在每次拿到指令交給CPU執(zhí)行之后，程序計數(shù)器就會把下一條指令的地址放入到程序計數(shù)器中，等一條指令執(zhí)行完成之后，解釋器就會到程序計數(shù)器中取到下一條指令的地址。再把其經(jīng)過解釋器解釋成機器碼然后交給CPU執(zhí)行。然后一直重復(fù)這樣的過程。
在物理上，實現(xiàn)程序計數(shù)器是通過寄存器來實現(xiàn)的。寄存器是CPU組件里讀取最快的存儲單元。
程序計數(shù)器是線程私有的
假如說上述代碼都在線程1中運行，同時運行的還有線程2和線程3，多個線程運行的時候，CPU會給每個線程分配時間片，給線程1分配時間片，如果線程1在指定的時間沒有運行完，它就會把狀態(tài)暫存，切換到線程2，線程2執(zhí)行自己的代碼。線程2執(zhí)行完了，再繼續(xù)執(zhí)行線程1的代碼，在線程切換的過程中，我們要記住下一條指令的執(zhí)行地址。就需要用到程序計數(shù)器。假如說線程1剛開始執(zhí)行到第9行代碼，恰好這個時候時間片用完，CPU切換到線程2去執(zhí)行，這時它就會把下一條指令的地址10記錄到程序計數(shù)器里面，而且程序計數(shù)器是線程私有的，它是屬于線程1的，等線程2代碼執(zhí)行完了，線程1搶到了時間片，它就會從自己的程序計數(shù)器里面取出下一行代碼。每個線程都有自己的程序計數(shù)器
3.虛擬機棧
3.1.棧的特點
棧類似現(xiàn)實生活中的子彈夾。棧最重要的特點是后進先出。
如圖，1是最先進入棧中的，3是最后進入棧中的，但是在出棧的時候，3最先出棧，1最后出棧。即他們按照1,2,3的順序入棧，按照3,2,1的順序出棧
虛擬機棧就是我們線程運行時需要的內(nèi)存空間，一個線程運行時需要一個棧。如果將來有多個線程的話，它就會有多個虛擬機棧。
每個?？梢钥闯墒怯啥鄠€棧幀組成，例如上圖中每個元素1,2,3都可以看成是棧幀。
一個棧幀就對應(yīng)著Java中一個方法的調(diào)用，即棧幀就是每個方法運行時需要的內(nèi)存。每個方法運行時需要的內(nèi)存一般有參數(shù)，局部變量，返回地址，這些都需要占用內(nèi)存，所以每個方法執(zhí)行時，都要預(yù)先把這些內(nèi)存分配好。
當(dāng)我們調(diào)用第一個方法棧幀時，它就會給第一個方法分配棧幀空間，并且壓入棧內(nèi)，當(dāng)這個方法執(zhí)行完了，就會把這個方法棧幀出棧，釋放這個方法所占用的內(nèi)存。
一個棧內(nèi)可能有多個棧幀存在。
總結(jié)
Java Virtual Machine Stacks(Java虛擬機棧)
- 每個線程運行時所需要的內(nèi)存，稱為虛擬機棧
- 每個棧由多個棧幀(Frame)組成，對應(yīng)著每次方法調(diào)用時所占用的內(nèi)存
- 每個線程只能有一個活動棧幀，對應(yīng)著當(dāng)前正在執(zhí)行的那個方法(位于棧頂)
活動棧幀表示線程正在執(zhí)行的方法。
3.2.棧的演示
public class teststacks { public static void main(String[] args) throws InterruptedException{ method1(); } public static void method1(){ method2(1,2); } public static int method2(int a,int b){ int c=a+b; return c; }}
可以自行調(diào)試以上代碼來觀察棧中的變化情況。
入棧順序：main->method1->method2
出棧順序：method2->method1->main
3.3.棧的問題辨析
- 垃圾回收是否涉及棧內(nèi)存？
不涉及，垃圾回收只是回收堆內(nèi)存中的無用對象，棧內(nèi)存不需要對它執(zhí)行垃圾回收，隨著方法的調(diào)用結(jié)束，棧內(nèi)存就釋放了。 - 棧內(nèi)存分配越大越好嗎？
首先棧內(nèi)存可以指定：-Xss size(如果不指定棧內(nèi)存大小，不同系統(tǒng)會有一個不同的默認(rèn)值)
其次由于電腦內(nèi)存一定，假如有100Mb,如果給棧內(nèi)存指定為2Mb,則最多只能存在50個線程，所以并不是越大越好，棧內(nèi)存較大一般是可以進行較多次的方法遞歸調(diào)用，而不會增強線程效率，反而會使線程數(shù)量減少，一般使用默認(rèn)大小。
3.4.棧的線程安全問題
看一個變量是否線程安全，首先就是看這個變量對多個線程是共享的還是私有的，共享的變量需要考慮線程安全。
其次局部變量也不能保證是線程安全的，需要看此變量是否逃離了方法的作用范圍(作為參數(shù)和返回值逃出方法作用范圍時需要考慮線程安全問題)
例如：
以下代碼中局部變量是私有的，是線程安全的
//多個線程同時執(zhí)行該方法，會不會造成x值混亂呢？ //不會，因為x是方法內(nèi)的局部變量，是線程私有的，互不干擾 static void m1(){ int x=0; for(int i=0;i<5000;i++){ x++; } System.out.println(x); }
但是如果我們把變量的類型改為static,此時就大不一樣了，x是靜態(tài)變量，線程1和線程2同時擁有同一個x，static變量針對多個線程是一個共享的，不加安全保護的話，就會出現(xiàn)線程安全問題。
static void m1(){ static int x=0; for(int i=0;i<5000;i++){ x++; } System.out.println(x); }
我們再看幾個方法
public static void main(String[] args) { StringBuilder sb = new StringBuilder(); sb.append(4); sb.append(5); sb.append(6); new Thread(()->{ m2(sb); }).start(); } public static void m1() { StringBuilder sb = new StringBuilder(); sb.append(1); sb.append(2); sb.append(3); System.out.println(sb.toString()); } public static void m2(StringBuilder sb) { sb.append(1); sb.append(2); sb.append(3); System.out.println(sb.toString()); } public static StringBuilder m3() { StringBuilder sb = new StringBuilder(); sb.append(1); sb.append(2); sb.append(3); return sb; }
m1是線程安全的：m1中的sb是線程中的局部變量，它是屬于線程私有的
m2線程不安全：sb它是方法的參數(shù)，有可能有其它的線程訪問到它，它就不再是線程私有的了，它對多個線程是共享的。
m3不是線程安全的:它被當(dāng)成返回結(jié)果返回了，返回了有可能其它的線程拿到這個對象，從而并發(fā)的修改。
3.5.棧內(nèi)存溢出(StackOverflowError)
什么情況下會導(dǎo)致棧內(nèi)存溢出吶？
1.棧幀過多導(dǎo)致棧內(nèi)存溢出(一般遞歸調(diào)用次數(shù)太多，進棧太多導(dǎo)致溢出)
這里最容易出現(xiàn)的場景是函數(shù)的遞歸調(diào)用。
2.棧幀過大導(dǎo)致棧內(nèi)存溢出(不太容易出現(xiàn))
棧內(nèi)存溢出代碼演示1(自己開發(fā))：
測試以下的程序，其中遞歸函數(shù)沒有遞歸邊界
public class Demo1_2 { private static int count; public static void main(String[] args) { try { method1(); } catch (Throwable e) { e.printStackTrace(); System.out.println(count); } } private static void method1() { count++; method1(); }}
運行結(jié)果如下
…
這里報了錯誤StackOverflowError。
總共進行了22846次遞歸調(diào)用
idea中設(shè)置棧內(nèi)存大?。?/strong>
將棧內(nèi)存設(shè)置的小一點，發(fā)現(xiàn)5000多次遞歸調(diào)用就溢出了。
棧內(nèi)存溢出代碼演示2(第三方依賴庫出現(xiàn))：
本案例可以使用JsonIgnore注解解決循環(huán)依賴，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時，只讓部門類去關(guān)聯(lián)員工類，員工類不再關(guān)聯(lián)部門類，在員工類的部門屬性(dept)上加@JsonIgnore注解。具體使用詳情可以點擊此處查看
3.6.線程運行診斷
3.6.1.案例1:cpu占用過多(linux系統(tǒng)為例)
排查步驟：
1.在linux中使用top命令，去查看后臺進程對cpu的占用情況
注意，在這之前我們運行了一道Java程序
Java代碼占用了CPU的99.3%.top命令只能定位到進程，而無法定位到線程。
2.查看線程對cpu的占用情況：ps H -eo pid,tid,%cpu
如果顯示過多，可使用ps H -eo pid,tid,%cpu | grep 進程id,過濾掉不想看的部分進程
注意：ps不僅可以查看進程，也可以查看線程對CPU的占用情況。H把進程中的線程所有信息都展示出來。-eo規(guī)定輸出感興趣的內(nèi)容，這里我們想看看pid,tid和CPU的占用情況%cpu
當(dāng)線程數(shù)太多，排查不方便的話，我們可以用grep pid來進行篩選，過濾掉不感興趣的進程
ps H -eo pid,tid,%cpu |grep 32655
3.定位到是哪個線程占用內(nèi)存過高后，再使用Jdk提供的命令(jstack+進程id)去查看進程中各線程的運行信息，需要把第二步中查到的線程id(十進制)轉(zhuǎn)為十六進制，然后進行比較查詢到位置后判斷異常信息。
thread1,thread2,thread3是我們自己定義的線程。
可以根據(jù)線程id，找到有問題的線程，進一步定位到問題代碼的源碼行號
3.6.2.案例2:線程診斷_遲遲得不到結(jié)果
仍然通過jdk提供的 jstack+進程id的方式，去查看進程中各個線程的運行信息
4.本地方法棧
含義：Java虛擬機調(diào)用本地方法時，需要給本地方法提供的一些內(nèi)存空間
本地方法不是由Java編寫的代碼，由于Java有時不能直接和操作系統(tǒng)打交道，所以需要用C/C++語言來與操作系統(tǒng)打交道，那么Java就可以通過調(diào)用本地方法來獲得這些功能。本地方法非常的多，如Object類的clone()，hashCode方法，wait方法,notify方法等
public native int hashCode();
5.堆
5.1.定義
1.虛擬機棧，程序計數(shù)器，本地方法棧，這些都是線程私有的，而堆和方法區(qū)，是線程公用的一塊內(nèi)存區(qū)域。
2.通過new關(guān)鍵字創(chuàng)建的對象都會使用堆內(nèi)存
3.由于堆是線程共享的，堆內(nèi)的對象都要考慮線程安全問題(也有一些例外)
4.堆有垃圾回收機制，不再被引用的對象會被回收
5.2.堆內(nèi)存溢出(OutOfMemoryError:Java heap space)
對象一直存在于堆中未被回收，且占用內(nèi)存越來越大，最終導(dǎo)致堆內(nèi)存溢出(雖然堆中有垃圾回收機制，但垃圾回收機制不是回收所有的對象)
我們可以看看下面的代碼
public static void main(String[] args) { int i = 0; try { List<String> list = new ArrayList<>(); String a = "hello"; while (true) { list.add(a); // hello, hellohello, hellohellohellohello ... a = a + a; // hellohellohellohello i++; } } catch (Throwable e) { e.printStackTrace(); System.out.println(i); }}
報了錯誤java.lang.OutOfMemoryError
代碼中每次都拼接一個hello，由于定義的list集合創(chuàng)建在try語句里面，所以在for循環(huán)不斷執(zhí)行過程中，list集合是不會被回收的，只要程序還沒到catch之前，它就一直有效。而字符串對象都被追加到了集合內(nèi)部，字符串對象由于一直被使用，所以不會被回收。
我們可以通過-Xmx來設(shè)置堆空間大小。
我們把堆內(nèi)存改成8M(之前內(nèi)存是4G),此時只運行了17次。
5.3.堆內(nèi)存診斷
1.jps工具：jps,查看當(dāng)前進程中有哪些Java進程，并將進程id顯示出來(idea中通過terminal命令行輸入命令)
2.jmap工具：jmap -heap 進程id 查詢某一個時刻堆內(nèi)存的占用情況
3.jconsole工具:圖形界面的，多功能監(jiān)測工具，可連續(xù)監(jiān)測，使用流程圖如下(1-2-3)：
6.方法區(qū)
6.1.定義
方法區(qū)（Method Area）與Java堆一樣，是各個線程共享的內(nèi)存區(qū)域，他用于存儲已被虛擬機加載的類信息、常量、靜態(tài)常量、即時編譯器編譯后的代碼等數(shù)據(jù)。(與類有關(guān)的信息)。雖然Java虛擬機規(guī)范把方法區(qū)描述為堆的一個邏輯部分，但是他卻有一個別名叫做Non-Heap（非堆），目的應(yīng)該是與Java堆區(qū)分開來。方法區(qū)在虛擬機啟動時創(chuàng)建。
對于習(xí)慣在HotSpot虛擬機上開發(fā)、部署程序的開發(fā)者來說，很多都更愿意把方法取稱為“永久代”（Permanent Generation），本質(zhì)上兩者并不等價，僅僅是因為HotSpot虛擬機的設(shè)計團隊選擇把GC分代收集擴展至方法區(qū)，或者說使用永久代來實現(xiàn)方法區(qū)而已，這樣HotSpot的垃圾收集器可以像管理Java堆一樣管理這部分內(nèi)存，能夠省去專門為方法區(qū)編寫內(nèi)存管理代碼的工作。對于其他虛擬機（如BEA JRockit、IBM J9等）來說是不存在永久代的概念的。原則上，如何實現(xiàn)方法區(qū)屬于虛擬機實現(xiàn)細(xì)節(jié)，不受虛擬機規(guī)范約束，但使用永久代來實現(xiàn)方法區(qū)，現(xiàn)在看來并不是一個好主意，因為這樣更容易遇到內(nèi)存溢出問題（永久代有-XX:MaxPermSize的上限，J9和JRockit只要沒有觸碰到進程可用內(nèi)存的上限，例如32位系統(tǒng)中的4GB，就不會出現(xiàn)問題），而且有極少數(shù)方法（例如String.intern()）會因這個原因?qū)е虏煌摂M機下有不同的表現(xiàn)。因此，對于HotSpot虛擬機，根據(jù)官方發(fā)布的路線圖信息，現(xiàn)在也已放棄永久代并逐步改為采用Navtive Memory來實現(xiàn)方法區(qū)的規(guī)劃，在JDK1.7的HostSpot中，已經(jīng)把原本放在永久代的字符串常量池移出,jdk1.8中后稱作元空間，用的操作系統(tǒng)內(nèi)存。
Java虛擬機規(guī)范對方法區(qū)的限制非常寬松，除了和Java堆一樣不需要連續(xù)的內(nèi)存和可以喧囂而固定大小或者可擴展外，還可以選擇不實現(xiàn)垃圾收集。相對而言，垃圾收集行為在這個區(qū)域是比較少出現(xiàn)的，但并非數(shù)據(jù)進入了方法區(qū)就如永久代的名字一樣“永久”存在了。這區(qū)域的內(nèi)存回收目標(biāo)主要是針對常量池的回收和對類型的卸載，一般來說，這個區(qū)域的回收“成績”比較難以令人滿意，尤其是類型的卸載，條件相當(dāng)苛刻，但是這部分區(qū)域的回收確實是必要的。在Sun公司的BUG列表中，曾出現(xiàn)過的若干個嚴(yán)重的BUG就是由于低版本的HotSpot虛擬機對此區(qū)域未完全回收而導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。
根據(jù)Java虛擬機規(guī)范的規(guī)定，當(dāng)方法區(qū)無法滿足內(nèi)存分配需求時，將拋出OutOfMemoryError異常。
文原文關(guān)于虛擬機的定義：
6.2.定義
jdk1.8之前,方法區(qū)是用的堆內(nèi)存，1.8之后，方法區(qū)用的操作系統(tǒng)內(nèi)存。
這塊不是太清晰，可以參考下此篇博客點擊查看
常量池分為靜態(tài)常量池和動態(tài)常量池，下圖中的常量池指的是動態(tài)常量池，因為它們已經(jīng)被讀入內(nèi)存中去，而靜態(tài)常量池存在于class文件中
6.3.方法區(qū)內(nèi)存溢出（OutOfMemoryError: Metaspace）
1.8以前會導(dǎo)致永久代內(nèi)存溢出
1.8以后會導(dǎo)致元空間內(nèi)存溢出
/** * 演示元空間內(nèi)存溢出 java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace * -XX:MaxMetaspaceSize=8m */public class Demo1_8 extends ClassLoader { // 可以用來加載類的二進制字節(jié)碼 public static void main(String[] args) { int j = 0; try { Demo1_8 test = new Demo1_8(); for (int i = 0; i < 10000; i++, j++) { // ClassWriter 作用是生成類的二進制字節(jié)碼 ClassWriter cw = new ClassWriter(0); //參數(shù):版本號， public， 類名, 包名, 父類， 接口 cw.visit(Opcodes.V1_8, Opcodes.ACC_PUBLIC, "Class" + i, null, "java/lang/Object", null); // 生成類，二進制字節(jié)碼用byte來表示，返回 byte[] byte[] code = cw.toByteArray(); // 執(zhí)行了類的加載 test.defineClass("Class" + i, code, 0, code.length); // Class 對象 } } finally { System.out.println(j); } }}
jdk1.8以后， 默認(rèn)情況下，方法區(qū)用的是系統(tǒng)內(nèi)存，所以加大還是不會導(dǎo)致內(nèi)存溢出，循環(huán)很多次都運行成功。
當(dāng)設(shè)置了-XX:MaxMetaspaceSize=8m，到了5411次就溢出了。報的是java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace錯誤
而1.8以前永久代溢出報的錯誤是java.lang.OutOfMemoryError:PermGen space
6.4.常量池
常量池，就是一張表，虛擬機指令根據(jù)這站常量表找到要執(zhí)行的類名、方法名、參數(shù)類型、字面量信息(如字符串常量、true和false)。
運行時常量池，常量池是.class文件中的，當(dāng)該類被加載，它的常量池信息就會放入運行時常量池，并把里面的符號地址變?yōu)檎鎸嵉刂?/em>*。
public class HelloWorld { public static void main(String[] args) { System.out.println("hello,world"); }}
以上是一個helloworld程序，helloworld要運行，肯定要先編譯成一個二進制字節(jié)碼。
二進制字節(jié)碼由類的基本信息、常量池、類方法定義（包含了虛擬機指令）。
反編譯HelloWorld(之前需要運行將.java文件編譯成.class文件)
使用idea工具
F:IDEAprojectsjvm>javap -v F:IDEAprojectsjvmoutproductionuntitledHelloWorld.class
F:IDEAprojectsjvmoutproductionuntitled是HelloWorld.class所在的路徑
顯示類的詳細(xì)信息
Classfile /F:/IDEA/projects/jvm/out/production/untitled/HelloWorld.class Last modified 2021-1-30; size 533 bytes MD5 checksum 82d075eb7217b4d23706f6cfbd44f8f1 Compiled from "HelloWorld.java"public class HelloWorld minor version: 0 major version: 52 flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
可以看到類的文件，最后修改時間，簽名。以及版本等等。有的還有訪問修飾符、父類和接口等詳細(xì)信息。
顯示常量池
Constant pool: #1 = Methodref #6.#20 // java/lang/Object."<init>":()V #2 = Fieldref #21.#22 // java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; #3 = String #23 // hello,world #4 = Methodref #24.#25 // java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V #5 = Class #26 // HelloWorld #6 = Class #27 // java/lang/Object #7 = Utf8 <init> #8 = Utf8 ()V #9 = Utf8 Code #10 = Utf8 LineNumberTable #11 = Utf8 LocalVariableTable #12 = Utf8 this #13 = Utf8 LHelloWorld; #14 = Utf8 main #15 = Utf8 ([Ljava/lang/String;)V #16 = Utf8 args #17 = Utf8 [Ljava/lang/String; #18 = Utf8 SourceFile #19 = Utf8 HelloWorld.java #20 = NameAndType #7:#8 // "<init>":()V #21 = Class #28 // java/lang/System #22 = NameAndType #29:#30 // out:Ljava/io/PrintStream; #23 = Utf8 hello,world #24 = Class #31 // java/io/PrintStream #25 = NameAndType #32:#33 // println:(Ljava/lang/String;)V #26 = Utf8 HelloWorld #27 = Utf8 java/lang/Object #28 = Utf8 java/lang/System #29 = Utf8 out #30 = Utf8 Ljava/io/PrintStream; #31 = Utf8 java/io/PrintStream #32 = Utf8 println #33 = Utf8 (Ljava/lang/String;)V
顯示方法定義
{ public HelloWorld(); descriptor: ()V flags: ACC_PUBLIC Code: stack=1, locals=1, args_size=1 0: aload_0 1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V 4: return LineNumberTable: line 1: 0 LocalVariableTable: Start Length Slot Name Signature 0 5 0 this LHelloWorld; public static void main(java.lang.String[]); descriptor: ([Ljava/lang/String;)V flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC Code: stack=2, locals=1, args_size=1 0: getstatic #2 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 3: ldc #3 // String hello,world 5: invokevirtual #4 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V 8: return LineNumberTable: line 3: 0 line 4: 8 LocalVariableTable: Start Length Slot Name Signature 0 9 0 args [Ljava/lang/String;}
第一個方法是public HelloWorld();它是編譯器自動為我們構(gòu)造的無參構(gòu)造方法。
第二個是public static void main(java.lang.String[]);即main方法
方噶里面就包括了虛擬機的指令了。
getstatic獲取一個靜態(tài)變量，即獲取System.out靜態(tài)變量
ldc是加載一個參數(shù)，參數(shù)是字符串hello,world
invokevirtual虛方法調(diào)用，println方法
return執(zhí)行結(jié)束。
我們getstatic、ldc、invokevirtual后面都有一個#2,#3,#4。在解釋器翻譯這些虛擬機指令的時候，它會把這些#2,#3,#4進行一個查表翻譯。比如getstatic #2，就去查常量池的表。在常量池中
#2 = Fieldref #21.#22 引用的是成員變量#21,#22.
#21 = Class #28 // java/lang/System
#22 = NameAndType #29:#30 // out:Ljava/io/PrintStream;
然后再去找#28.29，30
#28 = Utf8 java/lang/System
#29 = Utf8 out
#30 = Utf8 Ljava/io/PrintStream;
所以現(xiàn)在我就知道了，我是要找到j(luò)ava.lang.system類下叫out的成員變量，類型是java/io。
同理，ldc是找#3 = String #23 Utf8 hello,world，它是虛擬機常量池的一個字符串。把helloworld常量變成字符串對象加載進來。
invokevirtual #4 Methodref #24.#25 等等
所以常量池的作用就是給我們指令提供一些常量符號，根據(jù)這些常量符號，我們就可以根據(jù)查表的方式去找到它，這樣虛擬機才能成功的執(zhí)行它。
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