❶ 關於JAVA編譯中的錯誤問題
Java虛擬機(JVM)是可運行Java代碼的假想計算機。只要根據JVM規格描述將解釋器移植到特定的計算機上,就能保證經過編譯的任何Java代碼能夠在該系統上運行。本文首先簡要介紹從Java文件的編譯到最終執行的過程,隨後對JVM規格描述作一說明。
一.Java源文件的編譯、下載、解釋和執行
Java應用程序的開發周期包括編譯、下載、解釋和執行幾個部分。Java編譯程序將Java源程序翻譯為JVM可執行代碼?位元組碼。這一編譯過程同C/C++的編譯有些不同。當C編譯器編譯生成一個對象的代碼時,該代碼是為在某一特定硬體平台運行而產生的。因此,在編譯過程中,編譯程序通過查表將所有對符號的引用轉換為特定的內存偏移量,以保證程序運行。Java編譯器卻不將對變數和方法的引用編譯為數值引用,也不確定程序執行過程中的內存布局,而是將這些符號引用信息保留在位元組碼中,由解釋器在運行過程中創立內存布局,然後再通過查表來確定一個方法所在的地址。這樣就有效的保證了Java的可移植性和安全性。
運行JVM位元組碼的工作是由解釋器來完成的。解釋執行過程分三部進行:代碼的裝入、代碼的校驗和代碼的執行。裝入代碼的工作由"類裝載器"(class loader)完成。類裝載器負責裝入運行一個程序需要的所有代碼,這也包括程序代碼中的類所繼承的類和被其調用的類。當類裝載器裝入一個類時,該類被放在自己的名字空間中。除了通過符號引用自己名字空間以外的類,類之間沒有其他辦法可以影響其他類。在本台計算機上的所有類都在同一地址空間內,而所有從外部引進的類,都有一個自己獨立的名字空間。這使得本地類通過共享相同的名字空間獲得較高的運行效率,同時又保證它們與從外部引進的類不會相互影響。當裝入了運行程序需要的所有類後,解釋器便可確定整個可執行程序的內存布局。解釋器為符號引用同特定的地址空間建立對應關系及查詢表。通過在這一階段確定代碼的內存布局,Java很好地解決了由超類改變而使子類崩潰的問題,同時也防止了代碼對地址的非法訪問。
隨後,被裝入的代碼由位元組碼校驗器進行檢查。校驗器可發現操作數棧溢出,非法數據類型轉化等多種錯誤。通過校驗後,代碼便開始執行了。
Java位元組碼的執行有兩種方式:
1.即時編譯方式:解釋器先將位元組碼編譯成機器碼,然後再執行該機器碼。
2.解釋執行方式:解釋器通過每次解釋並執行一小段代碼來完成Java位元組碼程 序的所有操作。
通常採用的是第二種方法。由於JVM規格描述具有足夠的靈活性,這使得將位元組碼翻譯為機器代碼的工作
具有較高的效率。對於那些對運行速度要求較高的應用程序,解釋器可將Java位元組碼即時編譯為機器碼,從而很好地保證了Java代碼的可移植性和高性能。
二.JVM規格描述
JVM的設計目標是提供一個基於抽象規格描述的計算機模型,為解釋程序開發人員提很好的靈活性,同時也確保Java代碼可在符合該規范的任何系統上運行。JVM對其實現的某些方面給出了具體的定義,特別是對Java可執行代碼,即位元組碼(Bytecode)的格式給出了明確的規格。這一規格包括操作碼和操作數的語法和數值、標識符的數值表示方式、以及Java類文件中的Java對象、常量緩沖池在JVM的存儲映象。這些定義為JVM解釋器開發人員提供了所需的信息和開發環境。Java的設計者希望給開發人員以隨心所欲使用Java的自由。
JVM定義了控制Java代碼解釋執行和具體實現的五種規格,它們是:
JVM指令系統
JVM寄存器
JVM棧結構
JVM碎片回收堆
JVM存儲區
2.1JVM指令系統
JVM指令系統同其他計算機的指令系統極其相似。Java指令也是由 操作碼和操作數兩部分組成。操作碼為8位二進制數,操作數進緊隨在操作碼的後面,其長度根據需要而不同。操作碼用於指定一條指令操作的性質(在這里我們採用匯編符號的形式進行說明),如iload表示從存儲器中裝入一個整數,anewarray表示為一個新數組分配空間,iand表示兩個整數的"與",ret用於流程式控制制,表示從對某一方法的調用中返回。當長度大於8位時,操作數被分為兩個以上位元組存放。JVM採用了"big endian"的編碼方式來處理這種情況,即高位bits存放在低位元組中。這同 Motorola及其他的RISC CPU採用的編碼方式是一致的,而與Intel採用的"little endian "的編碼方式即低位bits存放在低位位元組的方法不同。
Java指令系統是以Java語言的實現為目的設計的,其中包含了用於調用方法和監視多先程系統的指令。Java的8位操作碼的長度使得JVM最多有256種指令,目前已使用了160多種操作碼。
2.2JVM指令系統
所有的CPU均包含用於保存系統狀態和處理器所需信息的寄存器組。如果虛擬機定義較多的寄存器,便可以從中得到更多的信息而不必對棧或內存進行訪問,這有利於提高運行速度。然而,如果虛擬機中的寄存器比實際CPU的寄存器多,在實現虛擬機時就會佔用處理器大量的時間來用常規存儲器模擬寄存器,這反而會降低虛擬機的效率。針對這種情況,JVM只設置了4個最為常用的寄存器。它們是:
pc程序計數器
optop操作數棧頂指針
frame當前執行環境指針
vars指向當前執行環境中第一個局部變數的指針
所有寄存器均為32位。pc用於記錄程序的執行。optop,frame和vars用於記錄指向Java棧區的指針。
2.3JVM棧結構
作為基於棧結構的計算機,Java棧是JVM存儲信息的主要方法。當JVM得到一個Java位元組碼應用程序後,便為該代碼中一個類的每一個方法創建一個棧框架,以保存該方法的狀態信息。每個棧框架包括以下三類信息:
局部變數
執行環境
操作數棧
局部變數用於存儲一個類的方法中所用到的局部變數。vars寄存器指向該變數表中的第一個局部變數。
執行環境用於保存解釋器對Java位元組碼進行解釋過程中所需的信息。它們是:上次調用的方法、局部變數指針和操作數棧的棧頂和棧底指針。執行環境是一個執行一個方法的控制中心。例如:如果解釋器要執行iadd(整數加法),首先要從frame寄存器中找到當前執行環境,而後便從執行環境中找到操作數棧,從棧頂彈出兩個整數進行加法運算,最後將結果壓入棧頂。
操作數棧用於存儲運算所需操作數及運算的結果。
2.4JVM碎片回收堆
Java類的實例所需的存儲空間是在堆上分配的。解釋器具體承擔為類實例分配空間的工作。解釋器在為一個實例分配完存儲空間後,便開始記錄對該實例所佔用的內存區域的使用。一旦對象使用完畢,便將其回收到堆中。
在Java語言中,除了new語句外沒有其他方法為一對象申請和釋放內存。對內存進行釋放和回收的工作是由Java運行系統承擔的。這允許Java運行系統的設計者自己決定碎片回收的方法。在SUN公司開發的Java解釋器和Hot Java環境中,碎片回收用後台線程的方式來執行。這不但為運行系統提供了良好的性能,而且使程序設計人員擺脫了自己控制內存使用的風險。
2.5JVM存儲區
JVM有兩類存儲區:常量緩沖池和方法區。常量緩沖池用於存儲類名稱、方法和欄位名稱以及串常量。方法區則用於存儲Java方法的位元組碼。對於這兩種存儲區域具體實現方式在JVM規格中沒有明確規定。這使得Java應用程序的存儲布局必須在運行過程中確定,依賴於具體平台的實現方式。
JVM是為Java位元組碼定義的一種獨立於具體平台的規格描述,是Java平台獨立性的基礎。目前的JVM還存在一些限制和不足,有待於進一步的完善,但無論如何,JVM的思想是成功的。
對比分析:如果把Java原程序想像成我們的C++原程序,Java原程序編譯後生成的位元組碼就相當於C++原程序編譯後的80x86的機器碼(二進製程序文件),JVM虛擬機相當於80x86計算機系統,Java解釋器相當於80x86CPU。在80x86CPU上運行的是機器碼,在Java解釋器上運行的是Java位元組碼。
Java解釋器相當於運行Java位元組碼的「CPU」,但該「CPU」不是通過硬體實現的,而是用軟體實現的。Java解釋器實際上就是特定的平台下的一個應用程序。只要實現了特定平台下的解釋器程序,Java位元組碼就能通過解釋器程序在該平台下運行,這是Java跨平台的根本。當前,並不是在所有的平台下都有相應Java解釋器程序,這也是Java並不能在所有的平台下都能運行的原因,它只能在已實現了Java解釋器程序的平台下運行。
❷ 主內存與java內存區域(堆,方法區)有什麼區別
這兩天看了一下深入淺出JVM這本書,推薦給高級的java程序員去看,對你了解JAVA的底層和運行機制有
比較大的幫助。
廢話不想講了.入主題:
先了解具體的概念:
JAVA的JVM的內存可分為3個區:堆(heap)、棧(stack)和方法區(method)
堆區:
1.存儲的全部是對象,每個對象都包含一個與之對應的class的信息。(class的目的是得到操作指令)
2.jvm只有一個堆區(heap)被所有線程共享,堆中不存放基本類型和對象引用,只存放對象本身
棧區:
1.每個線程包含一個棧區,棧中只保存基礎數據類型的對象和自定義對象的引用(不是對象),對象都存放在堆區中
2.每個棧中的數據(原始類型和對象引用)都是私有的,其他棧不能訪問。
3.棧分為3個部分:基本類型變數區、執行環境上下文、操作指令區(存放操作指令)。
方法區:
1.又叫靜態區,跟堆一樣,被所有的線程共享。方法區包含所有的class和static變數。
2.方法區中包含的都是在整個程序中永遠唯一的元素,如class,static變數。
為了更清楚地搞明白發生在運行時數據區里的黑幕,我們來准備2個小道具(2個非常簡單的小程序)。
AppMain.java
public class AppMain
//運行時, jvm 把appmain的信息都放入方法區
{
public static void main(String[] args) //main 方法本身放入方法區。
{
Sample test1 = new Sample( " 測試1 " ); //test1是引用,所以放到棧區里, Sample是自定義對象應該放到堆裡面
Sample test2 = new Sample( " 測試2 " );
test1.printName();
test2.printName();
}
}
Sample.java
public class Sample //運行時, jvm 把appmain的信息都放入方法區
{
/** 範例名稱 */
private name; //new Sample實例後, name 引用放入棧區里, name 對象放入堆里
/** 構造方法 */
public Sample(String name)
{
this .name = name;
}
/** 輸出 */
public void printName() //print方法本身放入 方法區里。
{
System.out.println(name);
}
}
OK,讓我們開始行動吧,出發指令就是:「java AppMain」,包包里帶好我們的行動向導圖,Let』s GO!
系統收到了我們發出的指令,啟動了一個Java虛擬機進程,這個進程首先從classpath中找到AppMain.class文件,讀取這個文件中的二進制數據,然後把Appmain類的類信息存放到運行時數據區的方法區中。這一過程稱為AppMain類的載入過程。
接著,Java虛擬機定位到方法區中AppMain類的Main()方法的位元組碼,開始執行它的指令。這個main()方法的第一條語句就是:
Sample test1=new Sample("測試1");
語句很簡單啦,就是讓java虛擬機創建一個Sample實例,並且呢,使引用變數test1引用這個實例。貌似小case一樁哦,就讓我們來跟蹤一下Java虛擬機,看看它究竟是怎麼來執行這個任務的:
1、 Java虛擬機一看,不就是建立一個Sample實例嗎,簡單,於是就直奔方法區而去,先找到Sample類的類型信息再說。結果呢,嘿嘿,沒找到@@,這會兒的方法區里還沒有Sample類呢。可Java虛擬機也不是一根筋的笨蛋,於是,它發揚「自己動手,豐衣足食」的作風,立馬載入了Sample類,把Sample類的類型信息存放在方法區里。
2、 好啦,資料找到了,下面就開始幹活啦。Java虛擬機做的第一件事情就是在堆區中為一個新的Sample實例分配內存, 這個Sample實例持有著指向方法區的Sample類的類型信息的引用。這里所說的引用,實際上指的是Sample類的類型信息在方法區中的內存地址,其實,就是有點類似於C語言里的指針啦~~,而這個地址呢,就存放了在Sample實例的數據區里。
3、 在JAVA虛擬機進程中,每個線程都會擁有一個方法調用棧,用來跟蹤線程運行中一系列的方法調用過程,棧中的每一個元素就被稱為棧幀,每當線程調用一個方法的時候就會向方法棧壓入一個新幀。這里的幀用來存儲方法的參數、局部變數和運算過程中的臨時數據。OK,原理講完了,就讓我們來繼續我們的跟蹤行動!位於「=」前的Test1是一個在main()方法中定義的變數,可見,它是一個局部變數,因此,它被會添加到了執行main()方法的主線程的JAVA方法調用棧中。而「=」將把這個test1變數指向堆區中的Sample實例,也就是說,它持有指向Sample實例的引用。
OK,到這里為止呢,JAVA虛擬機就完成了這個簡單語句的執行任務。參考我們的行動向導圖,我們終於初步摸清了JAVA虛擬機的一點點底細了,COOL!
接下來,JAVA虛擬機將繼續執行後續指令,在堆區里繼續創建另一個Sample實例,然後依次執行它們的printName()方法。當JAVA虛擬機執行test1.printName()方法時,JAVA虛擬機根據局部變數test1持有的引用,定位到堆區中的Sample實例,再根據Sample實例持有的引用,定位到方法去中Sample類的類型信息,從而獲得printName()方法的位元組碼,接著執行printName()方法包含的指令。
❸ java中關於方法位元組碼的問題
這個說法是對的,靜態方法和非靜態方法都是方法,方法信息保存在java方法區中,其中方法信息包括:方法名,方法返回類型,方法參數數量和順序,方法的修飾符。連接時根據全限定類名和方法信息區分各個方法
❹ java中的,堆,棧,還有方法區都是用來放什麼的
棧里存放的是值類型(int、float等)的值和引用類型(String、你自己創建的類對象等)在堆中的地址;堆中存放引用類u型的值,如果堆中某個值的地址在棧中沒有被指向,他就會被GC回收。
方法區存儲所有的類和靜態變數。
❺ Java方法區和堆分別儲存什麼
靜態變數、常量在方法區,所有方法,包括靜態和非靜態的,也在方法區。堆儲存對象、數組、非靜態變數。
❻ Java構造函數(方法)存儲在jvm哪個內存里
存放到方法區當中;
new出來的是實例對象,實例對象才是存放在堆當中;
構造函數對應的是<init>方法,方法信息隨著類載入器載入到方法區當中。
棧:
以棧幀為單位,存放的不是方法具體的結構,只是通常一個方法對應一個棧幀,對應的入棧出棧就是棧幀的入棧出棧。棧幀中有局部變數表,操作數棧,方法返回地址,動態鏈接。其中局部變數表存放局部變數,包括形參,非靜態方法默認在第一個索引存放一個this變數;操作數棧用於操作局部變數表和一些值的運算,比如讀取表中變數的值進行運算,或存放相應的值到局部變數表中;方法返回地址則是用於記錄對應方法的下一條指令的地址;動態鏈接是符號引用變成的直接引用。
堆:
存放實例對象,在jdk7開始,還存放靜態變數和字元串常量池
方法區:
存放類元信息,比如完整類名全稱,public,abstract等修飾符,實現的介面有序列表等;方法信息,比如修飾符,返回類型等;JIT代碼緩存,也就是被即時編譯器編譯後的熱點代碼,用於提高性能;域信息,也就是屬性信息,比如修飾符,類型等;運行時常量池,位元組碼文件中常量池的運行時表現,類似符號引用的記錄,不過蘊含的信息更為豐富,而且具有動態性。jdk6及以前,還存放靜態變數,運行時常量池中還存放字元串常量池,到了jdk7則移到了堆中。
❼ java虛擬機的作用(詳細)
JVM的設計目標是提供一個基於抽象規格描述的計算機模型,為解釋程序開發人員提范的任何系統上運行。JVM對其實現的某些方面給出了具體的定義,特別是對Java可執行代碼,即位元組碼(Bytecode)的格式給出了明確的規格。這一規格包括操作碼和操作數的語法和數值、標識符的數值表示方式、以及Java類文件中的Java對象、常量緩沖池在JVM的存儲映象。這些定義為JVM解釋器開發人員提供了所需的信息和開發環境。Java的設計者希望給開發人員以隨心所欲使用Java的自由。
JVM定義了控制Java代碼解釋執行和具體實現的五種規格,它們是:
*JVM指令系統
*JVM寄存器
*JVM棧結構
*JVM碎片回收堆
*JVM存儲區
JVM指令系統
JVM指令系統同其他計算機的指令系統極其相似。Java指令也是由操作碼和操作數兩部分組成。操作碼為8位二進制數,操作數進緊隨在操作碼的後面,其長度根據需要而不同。操作碼用於指定一條指令操作的性質(在這里我們採用匯編符號的形式進行說明),如iload表示從存儲器中裝入一個整數,anewarray表示為一個新數組分配空間,iand表示兩個整數的"與",ret用於流程式控制制,表示從對某一方法的調用中返回。當長度大於8位時,操作數被分為兩個以上位元組存放。JVM採用了"big endian"的編碼方式來處理這種情況,即高位bits存放在低位元組中。這同 Motorola及其他的RISC CPU採用的編碼方式是一致的,而與Intel採用的"little endian "的編碼方式即低位bits存放在低位位元組的方法不同。Java指令系統是以Java語言的實現為目的設計的,其中包含了用於調用方法和監視多線程系統的指令。Java的8位操作碼的長度使得JVM最多有256種指令,java1.6及以上版本已使用了160多種操作碼。
JVM寄存器
所有的CPU均包含用於保存系統狀態和處理器所需信息的寄存器組。如果虛擬機定義較多的寄存器,便可以從中得到更多的信息而不必對棧或內存進行訪問,這有利於提高運行速度。然而,如果虛擬機中的寄存器比實際CPU的寄存器多,在實現虛擬機時就會佔用處理器大量的時間來用常規存儲器模擬寄存器,這反而會降低虛擬機的效率。針對這種情況,JVM只設置了4個最為常用的寄存器。它們是:pc程序計數器optop操作數棧頂指針frame當前執行環境指針 vars指向當前執行環境中第一個局部變數的指針 所有寄存器均為32位。pc用於記錄程序的執行。optop,frame和vars用於記錄指向Java棧區的指針。
JVM棧結構
作為基於棧結構的計算機,Java棧是JVM存儲信息的主要方法。當JVM得到一個Java位元組碼應用程序後,便為該代碼中一個類的每一個方法創建一個棧框架,以保存該方法的狀態信息。每個棧框架包括以下三類信息:局部變數執行環境操作數棧局部變數用於存儲一個類的方法中所用到的局部變數。vars寄存器指向該變數表中的第一個局部變數。
執行環境用於保存解釋器對Java位元組碼進行解釋過程中所需的信息。它們是:上次調用的方法、局部變數指針和操作數棧的棧頂和棧底指針。執行環境是一個執行一個方法的控制中心。例如:如果解釋器要執行iadd(整數加法),首先要從frame寄存器中找到當前執行環境,而後便從執行環境中找到操作數棧,從棧頂彈出兩個整數進行加法運算,最後將結果壓入棧頂。
操作數棧用於存儲運算所需操作數及運算的結果。
JVM碎片回收堆
Java類的實例所需的存儲空間是在堆上分配的。解釋器具體承擔為類實例分配空間的工作。解釋器在為一個實例分配完存儲空間後,便開始記錄對該實例所佔用的內存區域的使用。一旦對象使用完畢,便將其回收到堆中。在Java語言中,除了new語句外沒有其他方法為一對象申請和釋放內存。對內存進行釋放和回收的工作是由Java運行系統承擔的。這允許Java運行系統的設計者自己決定碎片回收的方法。在SUN公司開發的Java解釋器和Hot Java環境中,碎片回收用後台線程的方式來執行。這不但為運行系統提供了良好的性能,而且使程序設計人員擺脫了自己控制內存使用的風險。
JVM存儲區
JVM有兩類存儲區:常量緩沖池和方法區。常量緩沖池用於存儲類名稱、方法和欄位名稱以及串常量。方法區則用於存儲Java方法的位元組碼。對於這兩種存儲區域具體實現方式在JVM規格中沒有明確規定。這使得Java應用程序的存儲布局必須在運行過程中確定,依賴於具體平台的實現方式。JVM是為Java位元組碼定義的一種獨立於具體平台的規格描述,是Java平台獨立性的基礎。盡管JVM還存在一些限制和不足,有待於進一步的完善,但無論如何,JVM的思想是成功的。對比分析:如果把Java原程序想像成我們的C++原程序,Java原程序編譯後生成的位元組碼就相當於C++原程序編譯後的80x86的機器碼(二進製程序文件),JVM虛擬機相當於80x86計算機系統,Java解釋器相當於80x86CPU。在80x86CPU上運行的是機器碼,在Java解釋器上運行的是Java位元組碼。
Java解釋器相當於運行Java位元組碼的「CPU」,但該「CPU」不是通過硬體實現的,而是用軟體實現的。Java解釋器實際上就是特定的平台下的一個應用程序。只要實現了特定平台下的解釋器程序,Java位元組碼就能通過解釋器程序在該平台下運行,這是Java跨平台的根本。當前,並不是在所有的平台下都有相應Java解釋器程序,這也是Java並不能在所有的平台下都能運行的原因,它只能在已實現了Java解釋器程序的平台下運行。
8體系結構編輯
Java虛擬機由五個部分組成:一組指令集、一組寄存器、一個棧、一個無用單元收集堆(Garbage-collected-heap)、一個方法區域。這五部分是Java虛擬機的邏輯成份,不依賴任何實現技術或組織方式,但它們的功能必須在真實機器上以某種方式實現。
Java指令集
Java虛擬機支持大約248個位元組碼。每個位元組碼執行一種基本的CPU運算,例如,把一個整數加到寄存器,子程序轉移等。Java指令集相當於Java程序的匯編語言。
Java指令集中的指令包含一個單位元組的操作符,用於指定要執行的操作,還有0個或多個操作數,提供操作所需的參數或數據。許多指令沒有操作數,僅由一個單位元組的操作符構成。
虛擬機的內層循環的執行過程如下:
do{
取一個操作符位元組;
根據操作符的值執行一個動作;
}while(程序未結束)
由於指令系統的簡單性,使得虛擬機執行的過程十分簡單,從而有利於提高執行的效率。指令中操作數的數量和大小是由操作符決定的。如果操作數比一個位元組大,那麼它存儲的順序是高位位元組優先。例如,一個16位的參數存放時佔用兩個位元組,其值為:
第一個位元組*256+第二個位元組位元組碼指令流一般只是位元組對齊的。指令tabltch和lookup是例外,在這兩條指令內部要求強制的4位元組邊界對齊。
寄存器
Java虛擬機的寄存器用於保存機器的運行狀態,與微處理器中的某些專用寄存器類似。
Java虛擬機的寄存器有四種:
pc:Java程序計數器。
optop:指向操作數棧頂端的指針。
frame:指向當前執行方法的執行環境的指針。
vars:指向當前執行方法的局部變數區第一個變數的指針。
棧
Java虛擬機的棧有三個區域:局部變數區、運行環境區、操作數區。
⑴局部變數區 每個Java方法使用一個固定大小的局部變數集。它們按照與vars寄存器的字偏移量來定址。局部變數都是32位的。長整數和雙精度浮點數占據了兩個局部變數的空間,卻按照第一個局部變數的索引來定址。(例如,一個具有索引n的局部變數,如果是一個雙精度浮點數,那麼它實際占據了索引n和n+1所代表的存儲空間。)虛擬機規范並不要求在局部變數中的64位的值是64位對齊的。虛擬機提供了把局部變數中的值裝載到操作數棧的指令,也提供了把操作數棧中的值寫入局部變數的指令。
⑵運行環境區 在運行環境中包含的信息用於動態鏈接,正常的方法返回以及異常傳播。
·動態鏈接
運行環境包括對指向當前類和當前方法的解釋器符號表的指針,用於支持方法代碼的動態鏈接。方法的class文件代碼在引用要調用的方法和要訪問的變數時使用符號。動態鏈接把符號形式的方法調用翻譯成實際方法調用,裝載必要的類以解釋還沒有定義的符號,並把變數訪問翻譯成與這些變數運行時的存儲結構相應的偏移地址。動態鏈接方法和變數使得方法中使用的其它類的變化不會影響到本程序的代碼。
·正常的方法返回
如果當前方法正常地結束了,在執行了一條具有正確類型的返回指令時,調用的方法會得到一個返回值。執行環境在正常返回的情況下用於恢復調用者的寄存器,並把調用者的程序計數器增加一個恰當的數值,以跳過已執行過的方法調用指令,然後在調用者的執行環境中繼續執行下去。
·異常和錯誤傳播
異常情況在Java中被稱作Error(錯誤)或Exception(異常),是Throwable類的子類,在程序中的原因是:①動態鏈接錯,如無法找到所需的class文件。②運行時錯,如對一個空指針的引用
·程序使用了throw語句。
當異常發生時,Java虛擬機採取如下措施:
·檢查與當前方法相聯系的catch子句表。每個catch子句包含其有效指令范圍,能夠處理的異常類型,以及處理異常的代碼塊地址。
·與異常相匹配的catch子句應該符合下面的條件:造成異常的指令在其指令范圍之內,發生的異常類型是其能處理的異常類型的子類型。如果找到了匹配的catch子句,那麼系統轉移到指定的異常處理塊處執行;如果沒有找到異常處理塊,重復尋找匹配的catch子句的過程,直到當前方法的所有嵌套的catch子句都被檢查過。
·由於虛擬機從第一個匹配的catch子句處繼續執行,所以catch子句表中的順序是很重要的。因為Java代碼是結構化的,因此總可以把某個方法的所有的異常處理器都按序排列到一個表中,對任意可能的程序計數器的值,都可以用線性的順序找到合適的異常處理塊,以處理在該程序計數器值下發生的異常情況。
·如果找不到匹配的catch子句,那麼當前方法得到一個"未截獲異常"的結果並返回到當前方法的調用者,好像異常剛剛在其調用者中發生一樣。如果在調用者中仍然沒有找到相應的異常處理塊,那麼這種錯誤傳播將被繼續下去。如果錯誤被傳播到最頂層,那麼系統將調用一個預設的異常處理塊。
⑶操作數棧區機器指令只從操作數棧中取操作數,對它們進行操作,並把結果返回到棧中。選擇棧結構的原因是:在只有少量寄存器或非通用寄存器的機器(如Intel486)上,也能夠高效地模擬虛擬機的行為。操作數棧是32位的。它用於給方法傳遞參數,並從方法接收結果,也用於支持操作的參數,並保存操作的結果。例如,iadd指令將兩個整數相加。相加的兩個整數應該是操作數棧頂的兩個字。這兩個字是由先前的指令壓進堆棧的。這兩個整數將從堆棧彈出、相加,並把結果壓回到操作數棧中。
每個原始數據類型都有專門的指令對它們進行必須的操作。每個操作數在棧中需要一個存儲位置,除了long和double型,它們需要兩個位置。操作數只能被適用於其類型的操作符所操作。例如,壓入兩個int類型的數,如果把它們當作是一個long類型的數則是非法的。在Sun的虛擬機實現中,這個限制由位元組碼驗證器強制實行。但是,有少數操作(操作符pe和swap),用於對運行時數據區進行操作時是不考慮類型的。
無用單元收集堆
Java的堆是一個運行時數據區,類的實例(對象)從中分配空間。Java語言具有無用單元收集能力:它不給程序員顯式釋放對象的能力。Java不規定具體使用的無用單元收集演算法,可以根據系統的需求使用各種各樣的演算法。
方法區
方法區與傳統語言中的編譯後代碼或是Unix進程中的正文段類似。它保存方法代碼(編譯後的java代碼)和符號表。在當前的Java實現中,方法代碼不包括在無用單元收集堆中,但計劃在將來的版本中實現。每個類文件包含了一個Java類或一個Java界面的編譯後的代碼。可以說類文件是Java語言的執行代碼文件。為了保證類文件的平台無關性,Java虛擬機規范中對類文件的格式也作了詳細的說明。其具體細節請參考Sun公司的Java虛擬機規范。
9運行過程編輯
上面對虛擬機的各個部分進行了比較詳細的說明,下面通過一個具體的例子來分析它的運行過程。
虛擬機通過調用某個指定類的方法main啟動,傳遞給main一個字元串數組參數,使指定的類被裝載,同時鏈接該類所使用的其它的類型,並且初始化它們。例如對於程序:
public class HelloApp {
public static void main(String[] args){
System.out.println("Hello World!");
for (int i = 0; i < args.length; i++ ) {
System.out.println(args);
}
}
}
編譯後在命令行模式下鍵入:java HelloApp run virtual machine
將通過調用HelloApp的方法main來啟動java虛擬機,傳遞給main一個包含三個字元串"run"、"virtual"、"machine"的數組。現在我們略述虛擬機在執行HelloApp時可能採取的步驟。
❽ java線程存放在jvm的哪個區域方法又存放在哪個區呢
聊到JAVA中的方法,大多數人對於方法存儲在方法區還是棧區(虛擬機棧)是很迷茫的。其實方法是存在方法區的下面我們就細細說一下JVM中的 方法區 VS 棧區方法區:用於存儲已被虛擬機載入的類信息、常量、靜態變數、即時編譯器編譯後的代碼等數據,方法編譯出的位元組碼也是保存在這