JVMは、ランタイムデータエリア、クラスロードメカニズム、バイトコード実行エンジン、ガベージコレクションメカニズムなど、Javaプログラム操作の中核です。 1.ランタイムデータ領(lǐng)域には、メソッドエリア（JDK8後のメタスカス）、ヒープ（オブジェクトインスタンスの保存とガベージコレクションの実行に使用）、スタック（スレッドメソッド通話情報(bào)の保存）、ローカルメソッドスタック（ネイティブメソッドをサポート）、プログラムカウンター（現(xiàn)在の命令アドレスを記録）が含まれます。 2。クラスロードメカニズムは、ブートストラップ、拡張機(jī)能、アプリケーションの3つのクラスローダーで構(gòu)成されています。親の委任モデルに従い、積み込み、検証、準(zhǔn)備、解析、初期化の5つの段階を経て、クラスの負(fù)荷のセキュリティと一意性を確保します。 3. ByteCode実行エンジンは、解釈実行とリアルタイムコンパイル（JIT）を使用してコードを?qū)g行します。 HotspotはJITを使用して、ホットスポットコードを動(dòng)的に最適化してパフォーマンスを向上させます。 4.ガベージコレクションメカニズムは、マーククリアリング、コピー、マークコレクションなどのアルゴリズムを採(cǎi)用しています。 Modern JVMは、世代の収集戦略を使用して、ヒープを新世代と舊世代に分割し、それぞれ適切なGCアルゴリズムを採(cǎi)用しています。 G1やZGCなどのより効率的なコレクターは、完全なGC頻度と時(shí)間に従って選択できます。これらの4つのコアモジュールをマスターすると、効率的で安定したJavaアプリケーションを作成し、パフォーマンスの問(wèn)題を解決するのに役立ちます。

Java Virtual Machine（JVM）は、Javaプログラム操作の中核です。クラスのロード、Bytecodeの実行、プログラムのランタイムリソースの管理を擔(dān)當(dāng)します。 JVMアーキテクチャを理解することは、より効率的で安定したJavaアプリケーションの作成に役立ち、パフォーマンスの問(wèn)題のトラブルシューティング時(shí)に重要なヘルプを提供することもできます。

1。JVMランタイムデータ領(lǐng)域：実行中のプログラムの基本構(gòu)造

Javaプログラムを?qū)g行するとき、JVMは複數(shù)のメモリ領(lǐng)域を分割します。それぞれが異なる責(zé)任を想定しています。

• メソッド領(lǐng)域：JDK8以降のクラス情報(bào)、一定のプール、靜的変數(shù)などを保存してください。この部分はMetaspaceに置き換えられました。
• ヒープ：これは、主にオブジェクトインスタンスを保存するために使用されるすべてのスレッドで共有される領(lǐng)域です。ゴミリサイクルは主にここで起こります。
• スタック：各スレッドには獨(dú)自のスタックがあり、複數(shù)のスタックフレームが含まれています。各スタックフレームは、メソッドコール、ローカル変數(shù)とオペランドスタックなどの保存に対応します。
• ネイティブメソッドスタック：ネイティブメソッドの実行をサポートするために使用されます。
• プログラムカウンターレジスタ：現(xiàn)在のスレッドで実行されたバイトコード命令のアドレスを記録します。

これらの領(lǐng)域の役割を理解することは、OutofMemoryErrorやStackoverflowerrorなどの問(wèn)題をより速く見つけるのに役立ちます。

2。クラスロードメカニズム：クラスファイルからメモリ內(nèi)のクラスまで

JVMは、すべてのクラスを最初からメモリにロードするわけではありませんが、オンデマンドでロードします。このプロセスはクラスローダー（クラスローダー）によって完了し、主に3つの部分が含まれています。

• ブートストラップクラスローダー： rt.jarのコンテンツなど、JDKコアクラスライブラリのロードを擔(dān)當(dāng)します。
• 拡張クラスローダー：指定されたパスを使用してjre/lib/extディレクトリまたはクラスにクラスをロードします。
• アプリケーションクラスローダー：システムクラスローダーとも呼ばれます。これは、ユーザーClassPathのクラスのロードを擔(dān)當(dāng)しています。

クラスの読み込みのプロセスには、読み込み、検証、準(zhǔn)備、解析、および初期化の5つの段階が含まれます。その中で、「親代表団モデル」は重要な概念であり、クラスが繰り返しロードされず、セキュリティを強(qiáng)化することを保証します。

たとえば、カスタムjava.lang.Stringクラスを作成する場(chǎng)合、JVMはバージョンを使用しませんが、Bootstrap Loaderが提供する標(biāo)準(zhǔn)クラスを使用することを好みます。

3。BYTECODE実行エンジン：JVMはコードをどのように実行しますか

JavaソースコードはByteCode（ .classファイル）にコンパイルされ、JVMによって実行されます。 JVMを?qū)g行する主な方法は2つあります。

• 説明実行：bytecodeを1つずつ読み取り、実行します。
• インスタントコンパイル（JIT） ：実行効率を改善するために、ホットスポットコード（しばしば実行されるコード）をローカルマシンコードにコンパイルします。

Hotspot Virtual MachineにはJITコンパイラが含まれており、操作中にコードを動(dòng)的に最適化します。たとえば、ループ本體のコードはマシンコードにコンパイルしやすく、パフォーマンスが向上します。

さらに、実行エンジンは、メモリの割り當(dāng)てとリサイクルを自動(dòng)的に管理するために、Garbage Collection Systemと組み合わせて機(jī)能します。

4。ごみ収集メカニズム：未使用のオブジェクトをクリーンアップするのは誰(shuí)ですか？

JVMは自動(dòng)的にメモリを管理し、そのコアはガベージコレクションメカニズム（GC）にあります。 GCの主なタスクは、使用されなくなったオブジェクトを識(shí)別してリサイクルし、メモリを解放することです。

一般的なごみ収集アルゴリズムは次のとおりです。

• マーククリア（マークスイープ）
• コピー
• マークコンパクト

最新のJVMは、一般的な世代を若い世代と古い世代に分割する世代の収集戦略を使用し、さまざまな世代が異なるGCアルゴリズムを使用します。

たとえば、新世代のオブジェクトのライフサイクルは短く、複製アルゴリズムに適しています。古い世代のオブジェクトの生存時(shí)間は長(zhǎng)く、マーキングとソートに適しています。

頻繁に完全なGCまたはGCを長(zhǎng)く使用していることがわかった場(chǎng)合は、ヒープサイズを調(diào)整するか、G1、ZGCなどのより適切なガベージコレクターを選択する必要があります。

基本的にそれだけです。 JVMアーキテクチャは複雑に思えますが、これらのコアモジュールを把握している限り、Javaプログラムの実行メカニズムを明確に理解できます。

以上がJava Virtual Machineアーキテクチャに深く掘り下げますの詳細(xì)內(nèi)容です。詳細(xì)については、PHP 中國(guó)語(yǔ) Web サイトの他の関連記事を參照してください。