JVM 整体结构
HotSpot VM 是目前市面上高性能虚拟机的代表作之一。 方法区和堆:多线程共享 虚拟机栈、本地方法栈、程序计数器:每个线程独有一份 执行引擎:包含三部分:解释器,及时编译器(后端编译器),垃圾回收器 它采用解释器与即时编译器并存的 架构 。 在今天,Java 程序的运行性能早已脱胎换骨,已经达到了可以和 C/C++ 程序一较高下的地步。Java 代码执行流程
只是能生成被 Java 虚拟机所能解释的字节码文件,那么理论上就可以自己设计一套代码了
解释器:保证相应时间,负责解释执行的速度
JIT编译器:负责编译的性能,针对字节码指令,热点代码,放在方法区缓存起来,下次遇见直接变成二进制指令
JVM 的架构 模型
Java 编译器输入的指令流基本上是一种基于栈的指令集架构,另外一种指令集架构则是基于寄存器的指令集架构。
具体来说:这两种架构之间的区别:
基于栈式架构
设计和实现更简单,适用于资源受限的系统; 避开了寄存器的分配难题:使用零地址指令方式分配。 指令流中的指令大部分是零地址指令,其执行过程依赖于操作栈。指令集更小,编译器容易实现。 不需要硬件支持,可移植性更好,更好实现跨平台基于寄存器架构
典型的应用是 x86 的二进制指令集:比如传统的 PC 以及 Android 的 Davlik 虚拟机。 指令集架构则完全依赖硬件,可移植性差 性能优秀和执行更高效 花费更少的指令去完成一项操作。 在大部分情况下,基于寄存器架构的指令集往往都以一地址指令、二地址指令和三地址指令为主,而基于栈式架构的指令集却是以零地址指令为主举例
同样执行2+3这种逻辑操作,其指令分别如下:
基于栈的计算流程(以Java虚拟机为例):
iconst_2//常量2入栈 istore_1 iconst_3//常量3入栈 istore_2 iload_1 iload_2 iadd//常量2/3出栈,执行相加 istore_0//结果5入栈而基于寄存器的计算流程
moveax,2//将eax寄存器的值设为 1addeax,3//使eax寄存器的值加3字节码反编译
我们编写一个简单的代码,然后查看一下字节码的反编译后的结果
public classStackStruTest{ public static voidmain(String[]args){ int i=2+3; } }然后我们找到编译后的 class 文件,使用下列命令进行反编译
javap-v(verbose)StackStruTest.class得到的文件为:
public static voidmain(java.lang.String[]); descriptor:([Ljava/lang/String;)V flags:ACC_PUBLIC,ACC_STATIC Code: stack=2,locals=4,args_size=1 0:iconst_2 1:istore_1 2:iconst_3 3:istore_2 4:iload_1 5:iload_2 6:iadd 7:istore_3 8: return LineNumberTable: line9:0 line10:2 line11:4 line12:8 LocalVariableTable: StartLengthSlot Name Signature 090args[Ljava/lang/String; 271iI 452jI 813kI总结
由于跨平台性的设计,Java 的指令都是根据栈来设计的。
不同平台 CPU 架构不同,所以不能设计为基于寄存器的。
优点是跨平台,指令集小,编译器容易实现
缺点是性能下降,实现同样的功能需要更多的指令。
时至今日,尽管嵌入式平台已经不是 Java 程序的主流运行平台了(准确来说应该是 HotSpotVM 的宿主环境已经不局限于嵌入式平台了),那么为什么不将架构更换为基于寄存器的架构呢?
总结:因为已经够用了
栈
跨平台性
指令集小
指令多
执行性能比寄存器差
原文链接:https://HdhCmsTesttoutiao测试数据/a6979868650090103310/
查看更多关于图解JVM整体结构、执行流程以及两种架构模型的详细内容...