本文向大家介紹一下JVM體系結(jié)構(gòu)的概念和組成，JVM的數(shù)據(jù)類型包括基本類型和引用類型，JVM包含對對象的顯式支持（引用類型），相信本文介紹一定會(huì)讓你有所收獲。

JVM體系結(jié)構(gòu)

1.1數(shù)據(jù)類型

基本類型和引用類型
基本值和引用值

數(shù)據(jù)不需要做標(biāo)記或者可被檢查以確定類型。也就導(dǎo)致JVM的指令集是針對特定類型的值的。

JVM包含對對象的顯式支持（引用類型）

1.2基本類型和值

基本類型--returnAddress類型(JVM指令的操作碼的指針，不是java類型)
--數(shù)值類型--整型--byte
--short
--int
--long
--浮點(diǎn)型--float
--double
--char

JVM中沒有boolean類型，java中的boolean類型的操作被翻譯為int類型進(jìn)行操作。

1.1引用類型和值

JVM體系結(jié)構(gòu)有三種引用類型：類類型，接口類型，數(shù)組類型

1.4字

JVM中沒有指定數(shù)據(jù)類型的存儲(chǔ)器大小，只是指定了一個(gè)“字”的概念，一個(gè)字足以持有byte,int,char,short,float,returnAddress,refrence的值，兩個(gè)字足夠大持有double,long的值。

一般來說，一個(gè)字的大小是主機(jī)平臺的一個(gè)指針的大小，12位機(jī)上，字是12位，64位機(jī)上，字是64位的，但這是實(shí)現(xiàn)決定的，而不是JVM規(guī)范決定的。

1.5運(yùn)行期數(shù)據(jù)

pc(程序計(jì)數(shù)器)寄存器：

每個(gè)JVM線程有自己的pc寄存器，在任何點(diǎn)，每個(gè)JVM線程執(zhí)行一個(gè)單個(gè)方法的代碼，這個(gè)方法被稱為那個(gè)線程的當(dāng)前方法。如果方法是native,則pc寄存器的值沒有定義，如果不是，則pc寄存器中存放當(dāng)前正在執(zhí)行的JVM指令的地址。
pc寄存器占一個(gè)字寬。

棧：

每個(gè)JVM線程都有私有的棧。等價(jià)于傳統(tǒng)語言的棧，它持有局部變量和部分結(jié)果。并參與部分方法的調(diào)用和返回。（由于java框架是可以堆分配的，所以java的棧的存儲(chǔ)空間可以是不連續(xù)的）
java棧可以是固定大小或者是動(dòng)態(tài)的。JVM實(shí)現(xiàn)可以向程序員提供對java棧的初始大小以及動(dòng)態(tài)情況下的最大和最小值的控制。

如果固定大小而且線程需要的棧大于棧的大小，則出現(xiàn)stackoverflowError
如果動(dòng)態(tài)大小但存儲(chǔ)器沒有足夠空間，則出現(xiàn)outOfMemoryError

Sun的jdk1.0.2版JVM實(shí)現(xiàn)中，java棧是不連續(xù)、動(dòng)態(tài)的，不收縮，在線程消亡時(shí)被回收。java棧的大小的限制可以在JVM啟動(dòng)時(shí)用“-oss”標(biāo)志設(shè)置。

堆：

java有一個(gè)所有線程共享的堆。堆是用于分配所有類實(shí)例和數(shù)組的運(yùn)行期數(shù)據(jù)區(qū)。
堆在JVM啟動(dòng)時(shí)創(chuàng)建，由garbagecollector回收。
堆可以是固定的，也可以動(dòng)態(tài)擴(kuò)展，并且支持自動(dòng)收縮，存儲(chǔ)器無需連續(xù)。
JVM實(shí)現(xiàn)可以向程序員提供堆初始大小以及動(dòng)態(tài)情況下的最大和最小值的控制。

如果要求的堆比系統(tǒng)能夠擁有的堆大，則出現(xiàn)OutOfMemoryError

Sun的jdk1.0.2中，堆是動(dòng)態(tài)的，從不收縮它的堆，它的初始值和最大值在啟動(dòng)時(shí)用“-ms”和“-mx”指定。

方法區(qū)：

方法區(qū)類似于傳統(tǒng)語言中編譯后代碼的存儲(chǔ)區(qū)，存儲(chǔ)每個(gè)類結(jié)構(gòu)例如：常數(shù)池、域、方法數(shù)據(jù)。
方法區(qū)是虛擬機(jī)建立的時(shí)候啟動(dòng)的，邏輯上是垃圾回收實(shí)現(xiàn)的一部分，但可以不實(shí)現(xiàn)。
方法區(qū)可以固定大小，可以動(dòng)態(tài)，可以收縮，無需連續(xù)存儲(chǔ)器。
JVM實(shí)現(xiàn)可以向程序員提供方法區(qū)初始大小以及動(dòng)態(tài)情況下的最大和最小值的控制。

outofmemory異常

sun的jdk1.0.2中，仿佛去是動(dòng)態(tài)的，不收縮的，不提供程序員對其最大最小值的控制。

常數(shù)池：

常數(shù)池是每個(gè)類或接口的constant_pool的運(yùn)行期表示。功能類似于傳統(tǒng)語言的符號表，但含更寬的數(shù)據(jù)范圍。（詳細(xì)見第五章）

自身方法棧（估計(jì)應(yīng)該是nativemethodstack）
其管理和普通棧類似，每個(gè)線程一個(gè)，線程創(chuàng)建時(shí)創(chuàng)建，只是使用非java的native語言（如C）寫成，以支持native方法。

Sun的jdk1.0.2版JVM實(shí)現(xiàn)中，java棧是固定大小。java棧的大小的限制可以在JVM啟動(dòng)時(shí)用“-oss”標(biāo)志設(shè)置。#p#

1.6框架

JVM體系結(jié)構(gòu)中JVMframe用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和部分結(jié)果，以及動(dòng)態(tài)鏈接，返回方法的值，和調(diào)度異常。

每次java方法調(diào)用時(shí)創(chuàng)建一個(gè)新的框架，當(dāng)方法結(jié)束的時(shí)候，框架撤銷?？蚣軓膭?chuàng)建它的線程的棧里分配，每個(gè)框架有自己的局部變量集和操作數(shù)棧（這些可以一次分配，因?yàn)槎际蔷幾g期可知的）。
對于一個(gè)給定線程的任何點(diǎn)，只有一個(gè)活躍框架，稱為當(dāng)前框架，局部變量和操作數(shù)棧上的操作總是引用當(dāng)前框架。

局部變量：

每個(gè)JVMframe包含一組局部變量，局部變量總是一個(gè)字寬，long型，double型存為兩個(gè)局部變量。

操作數(shù)棧：

每個(gè)JVMframe包含一個(gè)操作數(shù)棧，絕大多數(shù)java操作從當(dāng)前操作數(shù)棧取值。

動(dòng)態(tài)連接：

JVMframe通過包含一個(gè)對當(dāng)前類的常數(shù)池的引用來達(dá)到動(dòng)態(tài)鏈接的目的,java的class文件仍然可以使用符號引用訪問變量或方法。

java中的i=i++從這一章來理解應(yīng)該是和框架(JVMframe)這個(gè)概念有關(guān),也就是++操作符被實(shí)現(xiàn)成為了一個(gè)方法,而不是一個(gè)虛擬機(jī)指令,這樣就可以解釋了,但是目前還沒有看到有++操作符應(yīng)該被實(shí)現(xiàn)為一個(gè)方法的說明,另外java的方法調(diào)用是值傳參的,這種情況應(yīng)該也不會(huì)出現(xiàn)值回寫的情況.
看至1。6結(jié)束。

1.7對象的表示

JVM體系結(jié)構(gòu)中JVM不對對象表示要求任何特殊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
在sun公司的jdk實(shí)現(xiàn)中，對象實(shí)例就是指向一個(gè)句柄的指針，而這個(gè)句柄本身又包括兩個(gè)指針：1、一個(gè)指向包含該對象方法而代表該對象類型的class對象的指針，2、另一個(gè)指向在java堆中為該對象實(shí)例分配的存儲(chǔ)區(qū)域。別的JVM實(shí)現(xiàn)可以采用諸如：直接插入高速緩存技術(shù)等。

1.8特殊的初始化方法

實(shí)例初始化：構(gòu)造函數(shù)作為具有特殊名字《init》的實(shí)例初始化方法出現(xiàn),方法的名字由編譯器提供，這個(gè)方法由JVM在內(nèi)部由invokespecial指令調(diào)用，只能使用于未初始化的實(shí)例上，不能被java程序員使用。
類和接口的初始化：類和接口的初始化具有特殊的名字《cinit》,方法的名稱由編譯器提供，該方法由JVM顯示調(diào)用，從不直接被java代碼和JVM指令調(diào)用，只是作為類初始化進(jìn)程的一部分被間接的調(diào)用。

1.9異常

異常一層層向上拋，丟棄當(dāng)前層的操作數(shù)棧和局部變量，知道遇到catch為止，如果到頂層還沒有catch，當(dāng)前線程將被結(jié)束。

1.10class文件格式

class文件是平臺無關(guān)格式的二進(jìn)制文件，class文件格式精確定義了文件的內(nèi)容。

1.11指令集概述

JVM體系結(jié)構(gòu)中一個(gè)JVM指令由一個(gè)字節(jié)的操作碼后跟0個(gè)或多個(gè)操作數(shù)構(gòu)成。操作數(shù)的數(shù)目由操作碼決定。
當(dāng)操作數(shù)多于一個(gè)字節(jié)的時(shí)候，以高位字節(jié)在前的方式存儲(chǔ)。

字節(jié)碼指令流只是單字節(jié)對齊的（除了tableswitch,和lookupswitch的特殊指令對操作數(shù)的特殊要求），放棄了數(shù)據(jù)對齊，反映了對數(shù)據(jù)緊湊性的偏好，而排除了可能提高JVM仿真器性能的某些實(shí)現(xiàn)技術(shù)。
JVM指令中絕大多數(shù)是類型相關(guān)的，也就是作用于特定類型的操作數(shù)的。并在該指令的助記符中顯示的標(biāo)識出來。
具體的指令集后面細(xì)說。

1.12公共設(shè)計(jì)、私有實(shí)現(xiàn)

公共概念：class文件格式和JVM指令集
 

【編輯推薦】

1. 簡單介紹Inside JVM體系結(jié)構(gòu)
2. JVM體系結(jié)構(gòu)目的和原理
3. 巧解Tomcat中JVM內(nèi)存溢出問題
4. 新一代JVM垃圾回收算法出爐
5. 揭露JDK，JRE，JVM三者不為人知的隱情