JVM est le c?ur de la fonctionnement du programme Java, y compris la zone de données d'exécution, le mécanisme de chargement des classes, le moteur d'exécution ByteCode et le mécanisme de collecte des ordures. 1. La zone de données d'exécution comprend la zone de méthode (Metaspace après JDK8), le tas (utilisé pour stocker les instances d'objets et effectuer la collecte des ordures), la pile (enregistrer les informations sur les appels de méthode du thread), la pile de méthode locale (prend en charge les méthodes natives) et le compteur de programmes (enregistre l'adresse d'instruction actuelle). 2. Le mécanisme de chargement de classe se compose de trois chargeurs de classe, bootstrap, extension et application. Il suit le modèle de délégation parent et passe par cinq étapes: chargement, vérification, préparation, analyse et initialisation à son tour pour assurer la sécurité et l'unicité du chargement des classes. 3. Le moteur d'exécution Bytecode exécute le code via l'exécution de l'interprétation et la compilation en temps réel (JIT). Hotspot utilise JIT pour optimiser dynamiquement le code hotspot pour améliorer les performances. 4. Le mécanisme de collecte des ordures adopte des algorithmes tels que le compensation de marque, la copie, la collation de marque. Le JVM moderne utilise une stratégie de collecte générationnelle pour diviser le tas dans la nouvelle génération et l'ancienne génération, et adopte respectivement des algorithmes GC appropriés. Des collectionneurs plus efficaces tels que G1 et ZGC peuvent être sélectionnés en fonction de la fréquence et du temps GC complètes. La ma?trise de ces quatre modules de base aide à rédiger des applications Java efficaces et stables et à résoudre des problèmes de performances.

La machine virtuelle Java (JVM) est le c?ur de la fonction de programme Java. Il est responsable du chargement des classes, de l'exécution de ByteCode et de la gestion des ressources d'exécution du programme. Comprendre l'architecture JVM permet d'écrire des applications Java plus efficaces et stables et peut également fournir une aide critique lors du dépannage des problèmes de performances.

1. Zone de données d'exécution de JVM: la structure de base de l'exécution du programme

Lors de l'exécution de programmes Java, le JVM divise plusieurs domaines de mémoire, chacun assume des responsabilités différentes:

• Zone de méthode : stocker des informations de classe, des pools constants, des variables statiques, etc. Dans JDK8 et plus tard, cette pièce a été remplacée par Metaspace.
• Heap : Il s'agit d'une zone partagée par tous les threads, principalement utilisée pour stocker les instances d'objets. Le recyclage des ordures se produit principalement ici.
• Pile : chaque thread a sa propre pile, qui contient plusieurs trames de pile. Chaque trame de pile correspond à un appel de méthode, enregistrant des variables locales et des piles d'opérande, etc.
• Pile de méthode native : utilisée pour prendre en charge l'exécution des méthodes natives.
• Registre du compteur du programme : enregistre l'adresse de l'instruction bytecode exécutée par le thread actuel.

Comprendre le r?le de ces domaines peut vous aider à localiser des problèmes tels que OutOfMemoryError ou StackOverflowerror plus rapidement.

2. Mécanisme de chargement de classe: des fichiers de classe aux classes en mémoire

JVM ne charge pas toutes les classes en mémoire depuis le début, mais les charge à la demande. Ce processus est complété par un chargeur de classe (Classloader) et comprend principalement trois parties:

• Bootstrap classloader : responsable du chargement des bibliothèques de classe JDK Core, telles que le contenu de rt.jar .
• Extension Classloader : charge la classe dans le répertoire jre/lib/ext ou la classe avec un chemin spécifié.
• Application classloader : également connu sous le nom de chargeur de classe système, responsable du chargement des classes sur le chemin de classe utilisateur.

Le processus de chargement des classes comprend cinq étapes: chargement, vérification, préparation, analyse et initialisation. Parmi eux, le ?modèle de délégation des parents? est un concept important, qui garantit que les classes ne sont pas chargées à plusieurs reprises et améliorent également la sécurité.

Par exemple, lorsque vous écrivez une classe java.lang.String personnalisée, le JVM n'utilisera pas votre version, mais préférera utiliser les classes standard fournies par le chargeur bootstrap.

3. Moteur d'exécution Bytecode: comment JVM exécute-t-il le code

Le code source Java est compilé en bytecode (fichier .class ) et est ensuite exécuté par le JVM. Il existe deux fa?ons principales d'exécuter JVM:

• Exécution de l'explication : Lisez Bytecode un par un et exécutez-la.
• Compilation instantanée (JIT) : compiler le code hotspot (souvent exécuté) dans le code machine local pour améliorer l'efficacité de l'exécution.

La machine virtuelle Hotspot contient un compilateur JIT, qui optimisera dynamiquement le code pendant le fonctionnement. Par exemple, le code du corps de la boucle est plus facile à compiler dans le code machine, améliorant ainsi les performances.

De plus, le moteur d'exécution fonctionne également en conjonction avec le système de collecte des ordures pour gérer automatiquement l'allocation et le recyclage de la mémoire.

4. Mécanisme de collecte des ordures: qui nettoiera les objets inutilisés?

JVM gère automatiquement la mémoire et son noyau réside dans le mécanisme de collecte des ordures (GC). La tache principale de GC est d'identifier et de recycler des objets qui ne sont plus utilisés et de libérer de la mémoire.

Les algorithmes de collecte de déchets communs sont:

• Mark-Clear (Mark-Sweep)
• Copier
• Compact Mark

Les JVM modernes utilisent des stratégies de collecte générationnelles, divisant généralement le tas en jeune génération et génération ancienne, et différentes générations utilisent différents algorithmes GC.

Par exemple, le cycle de vie des objets New Generation est court, ce qui convient aux algorithmes de réplication; Le temps de survie des Old Generation Objects est long, ce qui convient au marquage et au tri.

Si vous constatez que vous utilisez Full GC fréquemment ou GC pendant trop longtemps, vous devrez peut-être régler la taille du tas ou choisir un collecteur d'ordures plus approprié, comme G1, ZGC, etc.

Fondamentalement, c'est tout. L'architecture JVM semble complexe, mais tant que vous saisissez ces modules de base, vous pouvez avoir une compréhension claire du mécanisme de fonctionnement du programme Java.

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!