弄懂JDK、JRE和JVM究竟是什麼

首先是JDK

JDK(Java Development Kit) 是 Java 語言的軟件開發工具包(SDK)。在JDK的安裝目錄下有一個jre目錄，裏面有兩個文件夾bin和lib，在這裏能夠認爲bin裏的就是jvm，lib中則是jvm工做所須要的類庫，而jvm和 lib合起來就稱爲jre。

而後咱們來看JRE

JRE（Java Runtime Environment，Java運行環境），包含JVM標準實現及Java核心類庫。JRE是Java運行環境，並非一個開發環境，因此沒有包含任何開發工具（如編譯器和調試器）

最後JVM也一目瞭然了

JVM是Java Virtual Machine（Java虛擬機）的縮寫，JVM是一種用於計算設備的規範，它是一個虛構出來的計算機，是經過在實際的計算機上仿真模擬各類計算機功能來實現的。

由上圖一目瞭然：

JDK是整個Java的核心，包括了Java運行環境JRE、Java工具和Java基礎類庫。JRE是運行JAVA程序所必須的環境的集合，包含JVM標準實現及Java核心類庫。JVM是整個java實現跨平臺的最核心的部分，可以運行以Java語言寫的程序。

JVM體系結構與運行原理：

Java語言寫的源程序經過Java編譯器，編譯成與平臺無關的‘字節碼程序’(.class文件，也就是0，1二進制程序)，而後在OS之上的Java解釋器中解釋執行。

JVM整個類加載過程的步驟：

1. 裝載

裝載過程負責找到二進制字節碼並加載至JVM中，JVM經過類名、類所在的包名經過ClassLoader來完成類的加載，一樣，也採用以上三個元素來標識一個被加載了的類：類名+包名+ClassLoader實例ID。

2. 連接

連接過程負責對二進制字節碼的格式進行校驗、初始化裝載類中的靜態變量以及解析類中調用的接口、類。

完成校驗後，JVM初始化類中的靜態變量，並將其值賦爲默認值。

最後對類中的全部屬性、方法進行驗證，以確保其須要調用的屬性、方法存在，以及具有應的權限（例如public、private域權限等），會形成NoSuchMethodError、NoSuchFieldError等錯誤信息。

3. 初始化

初始化過程即爲執行類中的靜態初始化代碼、構造器代碼以及靜態屬性的初始化，在四種狀況下初始化過程會被觸發執行：

調用了new；

反射調用了類中的方法；

子類調用了初始化；

JVM啓動過程當中指定的初始化類。

ClassLoader抽象類的幾個關鍵方法：

（1） loadClass

此方法負責加載指定名字的類，ClassLoader的實現方法爲先從已經加載的類中尋找，如沒有則繼續從parent ClassLoader中尋找，如仍然沒找到，則從System ClassLoader中尋找，最後再調用findClass方法來尋找，如要改變類的加載順序，則可覆蓋此方法

（2） findLoadedClass

此方法負責從當前ClassLoader實例對象的緩存中尋找已加載的類，調用的爲native的方法。

（3） findClass

此方法直接拋出ClassNotFoundException，所以須要經過覆蓋loadClass或此方法來以自定義的方式加載相應的類。

（4） findSystemClass

此方法負責從System ClassLoader中尋找類，如未找到，則繼續從Bootstrap ClassLoader中尋找，如仍然爲找到，則返回null。

（5） defineClass

此方法負責將二進制的字節碼轉換爲Class對象

（6） resolveClass

此方法負責完成Class對象的連接，如已連接過，則會直接返回。

JVM運行時數據區：

第一塊：PC寄存器

PC寄存器是用於存儲每一個線程下一步將執行的JVM指令，如該方法爲native的，則PC寄存器中不存儲任何信息。

第二塊：JVM棧

JVM棧是線程私有的，每一個線程建立的同時都會建立JVM棧，JVM棧中存放的爲當前線程中局部基本類型的變量（java中定義的八種基本類型：boolean、char、byte、short、int、long、float、double）、部分的返回結果以及Stack Frame，非基本類型的對象在JVM棧上僅存放一個指向堆上的地址

第三塊：堆（Heap）

它是JVM用來存儲對象實例以及數組值的區域，能夠認爲Java中全部經過new建立的對象的內存都在此分配，Heap中的對象的內存須要等待GC進行回收。

第四塊：方法區域（Method Area）

（1）在Sun JDK中這塊區域對應的爲PermanetGeneration，又稱爲持久代。

（2）方法區域存放了所加載的類的信息（名稱、修飾符等）、類中的靜態變量、類中定義爲final類型的常量、類中的Field信息、類中的方法信息，當開發人員在程序中經過Class對象中的getName、isInterface等方法來獲取信息時，這些數據都來源於方法區域，同時方法區域也是全局共享的，在必定的條件下它也會被GC，當方法區域須要使用的內存超過其容許的大小時，會拋出OutOfMemory的錯誤信息。

第五塊：運行時常量池（Runtime Constant Pool）

存放的爲類中的固定的常量信息、方法和Field的引用信息等，其空間從方法區域中分配。

第六塊：本地方法堆棧（Native Method Stacks）

JVM採用本地方法堆棧來支持native方法的執行，此區域用於存儲每一個native方法調用的狀態。