JVM（Java虚拟机）

简介引入：

        Java因为其使用虚拟机从而实现跨平台的功能。因为jvm由c++编写，在各种系统平台下都可以编译生成对应平台的jvm版本，而且这些jvm实现的功能一模一样，因此编写的Java代码文件在任意系统的虚拟机上都可以运行。

目录

1、JVM的本质

2、JVM的运行机理

3、Java代码解释器

4、类加器器线程

5、Java虚拟机jvm总结

1、JVM的本质

        JVM即Java虚拟机，其本质就是一个程序而已，与pycharm、vscode、CF等程序没有本质区别。或许jvm的复杂程度还没有LOL程序复杂。

2、JVM的运行机理

        以单进程为例，实际上jvm本身就是一个单进程的，但是其绝对是一个多线程的程序，因此需要使用频率更高的CPU才能让其跑的更快，比如全核心5.0Ghz的CPU。

        因此，jvm运行时，肯定有一个main线程（请注意这个main线程是C++的main线程），然后由这个main线程开辟其他线程，然后这些新开辟的线程肯定得归main线程管理才行。

        这些由main线程开辟的线程有：类加载器、代码解释器、程序计数器等。用于并发处理各种异步任务。

        Java中的内存区是相对来说的，是相对jvm来说存在栈区、堆区、方法区等。但是本质上还是用的jvm的在C++层面上的内存。比如：Java代码new出了一个对象，实际上这个对象是开在window系统上jvm进程所管理的内存上。所以可以认为：Java代码使用的堆区实际上就是jvm进程的堆区。

        再例如：Java代码开启了一个新线程，那也得从jvm的某个线程向平台系统再开一个线程才行。举个例子：windows下的jvm虚拟机，Java代码新开一个线程，那么jvm进程就会向Windows系统申请一个线程，然后再这个新的线程上运行Java代码的线程。

3、Java代码解释器

        Java同一些脚本语言类似，例如与python、javascript都需要代码解释器将代码编译为机器语言才能被电脑运行。虽然Java是强类型语言，也称为C--，但是其完全可以像C++那样搞一个编译器也能实现跨平台。

        同python一样，python的解释器是一个单线程程序，在解析代码脚本时是单线程的，而解析代码是整个代码运行的第一步，因此这里就成了一个瓶颈。实际上也无碍，跨过源代码解析这一步，就可以压榨CPU开始干活了。同时这里还存在编译缓存，下次就可以直接跨过源代码解析，但是也没人无聊到把一个项目开了关、关了开。

        Java类似，由于其源代码必须编译为机器语言，所以也需要面对源代码解析这一个致命问题。如何解析源代码是一个算法问题，如果深究这个，那就还需要规定编写Java代码时必须先写啥、后写啥来加速代码解析，其实不需要这么卷。

4、类加载器线程

        jvm一经运行，main线程就会开启类加器线程，用于加载class类文件、解析文件等操作，然后向这些线程共同管理的内存部分添加数据，例如方法体等。

        方法体存放的地方其实是jvm进程的内存区，调用这些方法时实际上是在jvm的某个线程基础上开始运行的。

        比如：jvm存在一个run线程（由main线程开启，专门用于新开栈区运行新的线程），那么Java代码的main线程肯定在run线程中被开启执行，直至整个Java项目运行起来。

        总结：类加载器线程会将类文件转换成可执行的Class对象，并将其加载到jvm进程的内存中，供程序在运行时使用，在这里可以使用反射技术，万事万物皆对象。

5、Java虚拟机jvm总结

        究其本质，jvm就是一个多线程程序，他的作用就是根据某套算法，将编写的Java源代码字符串运行起来。而jvm面对的问题其实也是如何设计内存模型、如何设计多线程、多线程之间如何共同管理内存等问题。同我们编写Java程序一样，只不过Java代码被限制于jvm的小世界当中。

        这个问题与浏览器类似：我们打开一个网站，也是同样的问题：如何将HTML字符串转换成网页，然后网页还可以响应事件。这里，可以把一个网页当作一个进程，进程也存在一个解析线程用于解析html文档，还有另一个线程用于运行js代码，本质上大同小异，但是实际使用C++实现起来却难如登天。