JVM學習之JVM基礎知識

時間 2020-11-24

標籤 java c++ 架構 jvm 設計 code orm 索引內存欄目 Java 简体版

原文原文鏈接

1、Java技術體系

一、Java體系構成

1）Java程序語言java

2）Java虛擬機c++

3）字節碼文件架構

4）Java類庫jvm

5）第三方Java類庫設計

二、JDK、JRE、JVM之間的關係

1）JDK：Java程序語言、Java虛擬機和Java類庫統稱爲JDK（Java Development Kit）code

2）JRE：Java類庫中的Java SE和Java虛擬機統稱爲JDR（Java Runtime Enviroment）orm

JVM介紹

（1）JVM官方文檔定義

The Java Virtual Machine is an abstract computing machine. Like a real computing machine, it has an instruction set and manipulates various memory areas at run time. It is reasonably common to implement a programming language using a virtual machine; the best-known virtual machine may be the P-Code machine of UCSD Pascal.索引

The Java Virtual Machine knows nothing of the Java programming language, only of a particular binary format, the class file format. A class file contains Java Virtual Machine instructions (or *bytecodes*) and a symbol table, as well as other ancillary information.ip

（2）中文解釋

Java虛擬機是一個抽象的計算機（本質上就是可運行程序）。它和真實的計算機類似，具備指令集且可以在運行時對內存區域進行操做。Java虛擬機並不能直接解釋Java語言，它只可以解釋特定的二進制格式，即.class文件（字節碼文件）。內存

JVM結構

Java代碼執行流程

JVM架構模型

一、指令架構

（1）基於棧式架構

a）設計和實現更簡單

b）指令集小，編譯器易實現

c）不須要硬件支持，可移植性更好，更容易實現跨平臺

（2）基於寄存器架構

a）依賴硬件，可移植性查

b）執行效率高

二、例子

（1）Java源碼

public class StackTest {

    public static void main(String[] args) {
        int a = 2;
        int b = 3;
        int c = a + b;
    }
}

（2）C++源碼

void test() {
    int a = 2;
    int b = 3;
    int c = a + b;
}

（3）基於棧式結構計算過程

使用jclasslib查看字節碼

0 iconst_2    常量爲2
1 istore_1    將常量2保存至索引爲1的操做數棧中
2 iconst_3    常量爲3
3 istore_2    將常量2保存至索引爲2的操做數棧中
4 iload_1     加載操做數棧索引爲1所對應的值
5 iload_2     加載操做數棧索引爲2所對應的值
6 iadd        相加
7 istore_3    將相加結果保存至索引爲3的操做數棧中
8 return

（4）基於寄存器結構計算過程

Android studio編寫完後使用ida查看指令，ARM32下的彙編指令

SUB             SP, SP, #0xC
MOVS            R0, #2                      操做數2移動至R0寄存器 
STR             R0, [SP,#0xC+var_4]         R0寄存器的值寫入[SP,#0xC+var_4]地址
MOVS            R0, #3                      操做數3移動至R0寄存器 
STR             R0, [SP,#0xC+var_8]         R0寄存器的值寫入[SP,#0xC+var_8]地址
LDR             R0, [SP,#0xC+var_4]         [SP,#0xC+var_4]的值讀入R0寄存器
LDR             R1, [SP,#0xC+var_8]         [SP,#0xC+var_8]的值讀入R1寄存器
ADD             R0, R1                      R0, R1寄存器相加,結果放置R0寄存器
STR             R0, [SP,#0xC+var_C]         R0寄存器的值寫入[SP,#0xC+var_C]地址
ADD             SP, SP, #0xC
BX              LR