jvm的几个运行时数据区域--转

上一篇文章已经简单介绍了jvm的内部体系结构。并且对各个组成部分做了简要的说明。下面通过一个简单的java程序，讲解运行过程中牵涉到的几个数据区域。

代码如下：

 1 public class Test {
 2
 3     public static void main(String[] args) {
 4        int tempA = 1;//1
 5        int tempB = 2;//2
 6        Test test = new Test();//3
 7        int rs = test.add(tempA, tempB);//4
 8        System.out.println(rs);//5
 9     }
10
11     public int add(int a,int b) {
12         return a+b;//6
13     }
14
15 }

jvm实例运行一个Java程序，首先需要通过类装载器子系统把作为程序运行起点的类装载到内存。形成可以被虚拟机直接使用的Java类型。在上面的例子中，当Test类加载完成时，jvm实例几个重要的运行时数据区域如下图1所示：

图1 几个重要的运行时数据区域

注意在图1中，忽略了jvm运行时其它一些细节部分的内容。图中只显示代码例子密切相关的。在类装载器加载class文件到内存的过程中，虚拟机会提取其中的类型信息，并将这些信息存储到方法区。并且在堆中生成一个与类数据存在某种关联的Class对象。这种Class对象，在java程序中可以通过几种方式获取。以String类型为例：

1 String str ="test";
2 Class class1 = String.class;
3 Class class2 = str.getClass();
4 Class class3 = Class.forName("java.lang.String");

一旦获取了类所对应的Class对象之后，就可以通过反射机制获得存储在方法区中类数据相关的信息。另外在静态方法需要同步的时候，用的就是静态方法所在类对应的Class对象。

1 public static synchronized void syncMethod(){}

虚拟机把主类装载进内存后，启动一个新线程，并且为这个新线程分配一个Java栈和PC(程序计数器)寄存器。紧接着调用Test类的main方法，执行代码//1、//2、//3。在执行完//3代码而又准备执行//4代码时，jvm实例几个重要的运行时数据区域如下图2所示：

图2 几个重要的运行时数据区域

在上图中pc寄存器test线程部分内容，作用可以看做是java栈中test线程所执行的字节码的行号指示器。随着执行引擎执行java程序代码//1、//2、//3的字节码，行号指示器的值也跟着改变。Java栈以帧为单位保存线程的运行状态的。一个栈帧包含一个java方法的调用状态，它存储有局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口等信息。图中只显示了栈帧中局部变量表部分内容。对于基本数据类型(int、byte、long等等)是以值的形式存储在栈帧的局部变量表中的，如例子中的变量tempA和tempB。而对象的话是以引用的形式存储。它不等同于对象本身，根据不同的虚拟机实现，它可能是一个指向对象起始地址的引用指针，也可能指向一个代表对象的句柄或者其他与此对象相关的位置。总之，根据存储在局部变量表部分的对象引用，通过某种方式能找到在堆中与之关联的对象实例数据。如例子中的test引用。

虚拟机在执行完java代码//3后，紧接着执行代码//4。在执行add方法的字节码之前，先压入一个新的栈帧到该线程的java栈中。当方法返回时，这个栈帧被从java栈中弹出并抛弃。当虚拟机执行到java代码//6时，jvm实例几个重要的运行时数据区域如下图3所示：