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JVM---栈、堆、方法区的交互关系

程序员文章站 2022-05-05 10:30:02
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栈、堆、方法区的交互关系
JVM---栈、堆、方法区的交互关系

public class AppMain {                         //运行时,JVM把AppMain的信息都放入方法区    

    public static void main(String[] args) { //main成员方法本身放入方法区。    
        Sample test1 = new  Sample( " 测试1 " );   //test1是引用,所以放到栈区里,Sample是自定义对象应该放到堆里面    
        Sample test2 = new  Sample( " 测试2 " );         
        test1.printName();    
        test2.printName();    
    }
    
} 
// Sample.java       
public class Sample {   //运行时,JVM把appmain的信息都放入方法区。            

    private  name;      //new Sample实例后,name引用放入栈区里,name对象放入堆里。     

    public  Sample(String name) {    
        this .name = name;    
    }          
        
    public   void  printName() {// printName()成员方法本身放入方法区里。    
        System.out.println(name);    
    }    

}   

JVM执行具体流程

  1. 系统收到了我们发出的指令,启动了一个Java虚拟机进程,这个进程首先从classpath中找到AppMain.class文件,读取这个文件中的二进制数据,然后把Appmain类的类信息存放到运行时数据区的方法区中。这一过程称为AppMain类的加载过程。
  2. 接着,JVM定位到方法区中AppMain类的Main()方法的字节码,开始执行它的指令。这个main()方法的第一条语句就是:
    Sample test1 = new Sample(“测试1”);
    语句很简单啦,就是让JVM创建一个Sample实例,并且呢,使引用变量test1引用这个实例。貌似小case一桩哦,就让我们来跟踪一下JVM,看看它究竟是怎么来执行这个任务的:
    1)、Java虚拟机一看,不就是建立一个Sample类的实例吗,简单,于是就直奔方法区(方法区存放已经加载的类的相关信息,如类、静态变量和常量)而去,先找到Sample类的类型信息再说。结果呢,嘿嘿,没找到@@,这会儿的方法区里还没有Sample类呢(即Sample类的类信息还没有进入方法区中)。可JVM也不是一根筋的笨蛋,于是,它发扬“自己动手,丰衣足食”的作风,立马加载了Sample类, 把Sample类的相关信息存放在了方法区中。
    2)、Sample类的相关信息加载完成后。Java虚拟机做的第一件事情就是在堆中为一个新的Sample类的实例分配内存,这个Sample类的实例持有着指向方法区的Sample类的类型信息的引用(Java中引用就是内存地址)。这里所说的引用,实际上指的是Sample类的类型信息在方法区中的内存地址,其实,就是有点类似于C语言里的指针啦~~,而这个地址呢,就存放了在Sample类的实例的数据区中。
    3)、在JVM中的一个进程中,每个线程都会拥有一个方法调用栈,用来跟踪线程运行中一系列的方法调用过程,栈中的每一个元素被称为栈帧,每当线程调用一个方法的时候就会向方法栈中压入一个新栈帧。这里的帧用来存储方法的参数、局部变量和运算过程中的临时数据。OK,原理讲完了,就让我们来继续我们的跟踪行动!位于“=”前的test1是一个在main()方法中定义的变量,可见,它是一个局部变量,因此,test1这个局部变量会被JVM添加到执行main()方法的主线程的Java方法调用栈中。而“=”将把这个test1变量指向堆区中的Sample实例,也就是说,test1这个局部变量持有指向Sample类的实例的引用(即内存地址)。
    4)、JVM将继续执行后续指令,在堆区里继续创建另一个Sample类的实例,然后依次执行它们的printName()方法。当JVM执行test1.printName()方法时,JVM根据局部变量test1持有的引用,定位到堆中的Sample类的实例,再根据Sample类的实例持有的引用,定位到方法区中Sample类的类型信息(包括①类,②静态变量,③静态方法,④常量和⑤成员方法),从而获取printName()成员方法的字节码,接着执行printName()成员方法包含的指令。
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