JVM、JRE和JDK有哪些區(qū)別和聯(lián)系

本篇內(nèi)容介紹了“JVM、JRE和JDK有哪些區(qū)別和聯(lián)系”的有關(guān)知識，在實際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領(lǐng)大家學(xué)習(xí)一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細閱讀，能夠?qū)W有所成！

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1、JVM、JRE和JDK的區(qū)別和聯(lián)系

這個基本是步入java世界的入門級知識認知，首先我們來看一下來自java官網(wǎng)的一張圖：

從這張圖里我們基本就可以看出“JRE”是運行Java語言編寫的程序所不可缺少的運行環(huán)境。有了JRE我們寫的java程序才可以運行起來被用戶所使用。

而“JDK”俗稱java開發(fā)工具包，它包括了Java運行環(huán)境JRE（Java Runtime Envirnment）以及一堆Java工具（javac/java/jdb等）和Java基礎(chǔ)的類庫（即Java API 包括rt.jar）。

但不管是JRE還是JDK都是以JVM為基石的?？梢哉fJVM是java程序可以在某臺機器上得以運行的最底層的保障。

2、那么什么是JVM？它的主要作用又是什么？

JVM是Java Virtual Machine（Java虛擬機）的縮寫，它的用途簡單的說就是它能讓我們寫的java程序在不同的操作系統(tǒng)的不同CPU上運行。我們寫的java程序會利用開發(fā)工具（如Intellij idea）把它編譯成.class文件，但這個class文件是不能直接被操作系統(tǒng)識別運行的，需要利用jvm按jvm規(guī)范將編譯好的.class文件轉(zhuǎn)變成機器語言，再交由操作系統(tǒng)提交給cpu去執(zhí)行。

用一句話評價JVM的主要作用就是：JVM屏蔽了與具體操作系統(tǒng)平臺相關(guān)的信息，使得Java程序只需生成在Java虛擬機上運行的目標(biāo)代碼（字節(jié)碼），就可以在多種平臺上不加修改地運行。

3、這么牛的JVM的核心功能有哪些？

JVM中核心的功能總體有三塊：

1. 類加載器：在JVM啟動時或者在類運行時將需要的class文件加載到JVM中

2. 執(zhí)行引擎：負責(zé)執(zhí)行class文件，包括分配運行時數(shù)據(jù)區(qū)（如程序計數(shù)器、本地方法棧和虛擬棧）和 最終將class中的字節(jié)碼指令轉(zhuǎn)為機器指令通過操作系統(tǒng)交給CPU執(zhí)行

3. 垃圾回收器：對JVM的堆內(nèi)存進行管理，及時回收調(diào)無用的資源釋放內(nèi)存空間

4、JVM類的加載機制和過程？

首先，我們談?wù)勯_發(fā)工具編譯生成的class文件是如何被JVM加載的。所謂的類加載機制其實就是：虛擬機（JVM）把class文件加載到內(nèi)存中，然后對它進行正確性的校驗，檢查通過再進行解析和初始化，最終把class文件變成一個內(nèi)存中可以直接使用的java.lang.Class對象。

從一個class文件的裝載到銷毀，它的生命周期基本可以分為以下五個階段：裝載、鏈接（驗證、準備和解析）、初始化、使用和卸載。

1. 裝載：裝載(Load)階段總共有三項工作

   （1）通過類的全限定名獲取其定義的二進制字節(jié)流，需要借助類裝載器（ClassLoader）完成；

   （2）在運行時數(shù)據(jù)區(qū)的“方法區(qū)”中分配一塊區(qū)域保存這個類的信息，包括類的基本信息、常量和靜態(tài)變量等等；

   （3）在“Java堆”內(nèi)存上生成一個該類的java.lang.Class對象，用于對外暴露使用該類的入口。

2. 鏈接：鏈接（link）階段同樣有三項工作

   （1）驗證（Verify），驗證文件格式、元數(shù)據(jù)、字節(jié)碼和符號引用，以保證被加載類的準確性；

   （2）準備（Prepare），為靜態(tài)變量分配內(nèi)存并初始化為默認值。

   

   （3）解析（Resolve），解析階段是虛擬機將常量池內(nèi)的符號引用替換為直接引用的過程。解析動作主要針對類或接口、字段、類方法、接口方法、方法類型、方法句柄和調(diào)用限定符7類符號引用進行。

3. 初始化：初始化（Initialize）階段所做的工作就是對類的靜態(tài)成員變量和靜態(tài)方法進行初始化賦值或調(diào)用。

比如上面的靜態(tài)變量age初始化之后的值變?yōu)榱?0。

在裝載階段的第(2),(3)步可以發(fā)現(xiàn)有運行時數(shù)據(jù)區(qū)，堆，方法區(qū)等名詞，那么究竟什么是“運行時數(shù)據(jù)區(qū)”，它有哪些結(jié)構(gòu)構(gòu)成？

5、什么是JVM運行時數(shù)據(jù)區(qū)？及其邏輯結(jié)構(gòu)

“運行時數(shù)據(jù)區(qū)”是JVM在執(zhí)行Java程序的過程中出于內(nèi)存管理方面的目的，在設(shè)計上把內(nèi)存分為若干個不同的區(qū)域。這些區(qū)域有著各自的用途，有的區(qū)域生命周期跟虛擬機一樣，隨著虛擬機進程的啟動而存在，伴隨這虛擬機的進程結(jié)束而消亡。而有些區(qū)域則依賴用戶線程的啟動和結(jié)束而建立和銷毀。具體如下圖：

1. 方法區(qū)（Method Area）：
   （1）用于存儲已被虛擬機加載的類信息、常量、靜態(tài)變量、即時編譯器編譯后的代碼等數(shù)據(jù)；

（2）方法區(qū)是各個線程共享的內(nèi)存區(qū)域，在虛擬機啟動時創(chuàng)建，因為同一個class類信息只需要加載一份就夠了；

（3）java虛擬機規(guī)范中把方法區(qū)描述為堆內(nèi)存的一個邏輯部分，但它有另外一個別名叫“非堆”，用于與java堆區(qū)分開來。在JDK8之前方法區(qū)叫做Perm space，在JDK8及以后叫做Metaspace（即元數(shù)據(jù)區(qū)）。

1. 堆（Heap）：Java堆是被所有線程共享，虛擬機啟動時創(chuàng)建，此內(nèi)存區(qū)域唯一的目的就是存放對象實例，在Java虛擬機規(guī)范中的描述是：所有的對象實例以及數(shù)組都要在堆上分配，但是隨著JIT編譯器的發(fā)展和逃逸分析技術(shù)逐漸成熟，棧上分配，標(biāo)量替換優(yōu)化技術(shù)將會導(dǎo)致一些微妙的變化發(fā)生，所有的對象都分配在堆上也就變得不那么絕對了。

1. 虛擬機棧（Java Virtual Machine Stacks）：虛擬機棧是線程私有的或者說是獨有的，隨著線程的創(chuàng)建而創(chuàng)建。一個線程的運行狀態(tài)（正在調(diào)用哪個方法），就是由這個線程對應(yīng)的虛擬機棧來保存的。

每一個被線程執(zhí)行的方法，為虛擬機棧中的一個棧幀，調(diào)用一個方法，就會向棧中壓入一個棧幀；一個方法調(diào)用完成，就會把該棧幀從棧中彈出。如下圖解：

1. 程序計數(shù)器（The Pc Register）：我們都知道一個JVM進程中有多個線程在執(zhí)行，而線程中的內(nèi)容是否能夠擁有執(zhí)行權(quán)，是根據(jù)CPU調(diào)度來的。假如線程A正在執(zhí)行到某個地方，突然失去了CPU的執(zhí)行權(quán)，切換到線程B了，然后當(dāng)線程A再獲得CPU執(zhí)行權(quán)的時候，怎么能繼續(xù)執(zhí)行呢？這就是需要在線程中維護一個變量，記錄線程執(zhí)行到的位置，這就是程序計數(shù)器。

2. 本地方法棧（Native Method Stacks）：本地方法棧與虛擬機棧所發(fā)揮的作用非常相似，他們之間的區(qū)別不過是虛擬機棧為虛擬機執(zhí)行Java方法（字節(jié)碼）服務(wù)，而本地方法棧則為虛擬機中使用到的native方法服務(wù)。即如果當(dāng)前線程執(zhí)行的方法是Native類型的，這些方法就會在本地方法棧中執(zhí)行。

   

總結(jié)一下，就JVM的設(shè)計規(guī)范，從使用用途角度JVM的內(nèi)存大體的分為：線程私有內(nèi)存區(qū) 和 線程共享內(nèi)存區(qū)。

線程私有內(nèi)存區(qū)在類加載器編譯某個class文件時就確定了執(zhí)行時需要的“程序計數(shù)器”和“虛擬棧幀”等所需的空間，并且會伴隨著當(dāng)前執(zhí)行線程的產(chǎn)生而產(chǎn)生，執(zhí)行線程的消亡而消亡，因此“線程私有內(nèi)存區(qū)”并不需要考慮內(nèi)存管理和垃圾回收的問題。

線程共享內(nèi)存區(qū)在虛擬機啟動時創(chuàng)建，被所有線程共享，是Java虛擬機所管理內(nèi)存中最應(yīng)該關(guān)注的和最大的一塊。

“JVM、JRE和JDK有哪些區(qū)別和聯(lián)系”的內(nèi)容就介紹到這里了，感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業(yè)相關(guān)的知識可以關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)站，小編將為大家輸出更多高質(zhì)量的實用文章！

本文題目：JVM、JRE和JDK有哪些區(qū)別和聯(lián)系
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