3.jvm的执行流程

自上向下
​编译：.java → .class。
​加载：类加载器加载字节码到方法区，生成Class对象。
​内存分配：对象实例存入堆，方法调用栈帧入虚拟机栈。
​执行：解释器或JIT执行字节码，本地方法通过JNI调用。
​回收：GC自动清理堆内存，优化资源利用

一、编译阶段

​源码转字节码​
Java源代码（.java文件）通过编译器（如javac）转换为与平台无关的字节码文件（.class文件）。字节码包含类结构、方法指令等信息。
​字节码内容：包括魔数（Magic Number）、版本号、常量池（符号引用、字面量）、方法表等。
​验证：编译时进行语法、语义分析，确保符合Java规范。

​二、类加载阶段

类加载子系统（ClassLoader）负责将字节码加载到内存中，分为以下子阶段：

​加载（Loading）​​
通过类全限定名定位.class文件，将二进制数据流转换为方法区的运行时数据结构。
在堆中生成java.lang.Class对象，作为类的访问入口。
​链接（Linking）​​
​验证：检查字节码的合法性（如格式、安全性）。
​准备：为静态变量分配内存并赋默认值（如int初始化为0）。
​解析：将符号引用（如类名、方法名）转换为直接引用（内存地址）。
​初始化（Initialization）​​
执行静态代码块（方法），为静态变量赋实际值。
双亲委派机制：类加载器（Bootstrap→Extension→Application）按层级委托加载，避免重复加载和安全问题。

三、运行时数据区初始化

JVM内存划分为以下区域：

​堆（Heap）​​
存储对象实例和数组，线程共享，是垃圾回收的主要区域。分为新生代（Eden、Survivor）和老年代。
​方法区（Method Area）​​
存储类元信息、常量池、静态变量（JDK8后为元空间Metaspace）。
​虚拟机栈（VM Stack）​​
线程私有，每个方法调用对应一个栈帧，存储局部变量表、操作数栈、动态链接和方法出口。
​程序计数器（PC Register）​​
记录当前线程执行的字节码指令地址。
​本地方法栈（Native Method Stack）​​
支持非Java代码（如C/C++）的调用。
​##四、执行引擎处理
​解释执行​
解释器逐行解析字节码为机器指令，适合快速启动但效率较低。
​即时编译（JIT）​​
热点代码（频繁执行的方法）被编译为本地机器码，提升执行效率。
​本地方法接口（JNI）​​
调用操作系统或硬件相关的本地库（如C/C++实现的功能）。
栈帧执行示例：
以方法calculate()为例：

​操作数栈：临时存储运算中间值（如v1=1加载到栈顶）。
​局部变量表：保存方法参数和局部变量（如v3=(v1+v2)*5计算结果存入变量表）。
​动态链接：将方法调用关联到实际内存地址。
​五、垃圾回收与内存管理
​垃圾回收（GC）​​
​标记-清除：识别无用对象并回收内存。
​分代回收：新生代用复制算法，老年代用标记-整理算法。
​内存交互规则​
通过lock/unlock、read/load等8种原子操作保证主内存与工作内存的一致性。
​
​源码→字节码​ → 2. ​类加载（加载→链接→初始化）​​ → 3. ​内存分配（堆/栈/方法区）​​ → 4. ​执行引擎（解释/JIT）​​ → 5. ​操作系统指令执行​ → 6. ​GC管理内存释放