Java虚拟机如何运行Java字节码？

2019-07-17 本文已影响0人架构师Javaspring

一、Java的class文件的内容

1.首先编写一个简单的代码

public class StringDemo {

public static void main(String[] args) {

String s=new String("hello world");

System.out.println(s);

}

2.运行程序编译成class文件，class文件的查看可以用Java class文件分析工具 -- Classpy

3.这种字节码文件我们肯定看不懂，所以我们可以通过指令Javap来转换成我们人类可以看懂的

4.打开StringDemo.txt文件，即下图的内容

public class com.dada.demo.controller.StringDemo

minor version: 0

major version: 52

flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER

Constant pool:

#1 = Methodref #8.#24 // java/lang/Object."<init>":()V

#2 = Class #25 // java/lang/String

#3 = String #26 // hello world

#4 = Methodref #2.#27 // java/lang/String."<init>":(Ljava/lang/String;)V

#5 = Fieldref #28.#29 // java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;

#6 = Methodref #30.#31 // java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V

#7 = Class #32 // com/dada/demo/controller/StringDemo

#8 = Class #33 // java/lang/Object

#9 = Utf8 <init>

#10 = Utf8 ()V

#11 = Utf8 Code

#12 = Utf8 LineNumberTable

#13 = Utf8 LocalVariableTable

#14 = Utf8 this

#15 = Utf8 Lcom/dada/demo/controller/StringDemo;

#16 = Utf8 main

#17 = Utf8 ([Ljava/lang/String;)V

#18 = Utf8 args

#19 = Utf8 [Ljava/lang/String;

#20 = Utf8 s

#21 = Utf8 Ljava/lang/String;

#22 = Utf8 SourceFile

#23 = Utf8 StringDemo.java

#24 = NameAndType #9:#10 // "<init>":()V

#25 = Utf8 java/lang/String

#26 = Utf8 hello world

#27 = NameAndType #9:#34 // "<init>":(Ljava/lang/String;)V

#28 = Class #35 // java/lang/System

#29 = NameAndType #36:#37 // out:Ljava/io/PrintStream;

#30 = Class #38 // java/io/PrintStream

#31 = NameAndType #39:#34 // println:(Ljava/lang/String;)V

#32 = Utf8 com/dada/demo/controller/StringDemo

#33 = Utf8 java/lang/Object

#34 = Utf8 (Ljava/lang/String;)V

#35 = Utf8 java/lang/System

#36 = Utf8 out

#37 = Utf8 Ljava/io/PrintStream;

#38 = Utf8 java/io/PrintStream

#39 = Utf8 println

{

public com.dada.demo.controller.StringDemo();

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 3: 0

LocalVariableTable:

Start Length Slot Name Signature

0 5 0 this Lcom/dada/demo/controller/StringDemo;

public static void main(java.lang.String[]);

descriptor: ([Ljava/lang/String;)V

flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC

Code:

stack=3, locals=2, args_size=1

0: new #2 // class java/lang/String

3: dup

4: ldc #3 // String hello world

6: invokespecial #4 // Method java/lang/String."<init>":(Ljava/lang/String;)V

9: astore_1

10: getstatic #5 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;

13: aload_1

14: invokevirtual #6 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V

17: return

LineNumberTable:

line 5: 0

line 6: 10

line 7: 17

LocalVariableTable:

Start Length Slot Name Signature

0 18 0 args [Ljava/lang/String;

10 8 1 s Ljava/lang/String;

}

SourceFile: "StringDemo.java"

5.上面的内容我们可以根据jvm指令码表，就知道什么意思啦

二、Java运行时数据区

1.方法区

Jvm用来存储加载类的信息、常量、静态变量、编译后的代码等数据

2.堆内存

Jvm启动时创建，存放对象的实例。垃圾回收器主要就是管理堆内存。

3.虚拟机栈

虚拟机栈，每个线程都在这个空间有一个私有的空间。线程栈由多个栈帧组成，一个线程执行一个或多个方法，一个方法对应一个栈帧。栈帧的内容包含：局部变量表、操作数栈、动态链接、方法返回地址、附加信息等。栈内存默认最大1M，超出则抛出StackOverflowError。

4.本地方法栈

和虚拟机栈功能类似，虚拟机栈是为虚拟机执行JAVA方法而准备的，本地方法栈是为虚拟机使用Native本地方法而准备的。

5.程序计数器

程序计数器记录当前线程执行字节码的位置，存储的是字节码指令地址，如果执行Native方法，则计数器值为空。每个线程在这个空间有一个私有的空间，占用内存空间很少。CPU同一时间，只会执行一条线程中的指令。JVM多线程会轮流切换并分配CPU执行时间的方式。为了线程切换后，需要通过程序计数器，来恢复正确的执行位置。