深入了解java的底层和运行机制对java的学习有非常大的帮助。 所有的程序都必须在内存中运行,JAVA的JVM的内存可分为3个区:堆(heap)、栈(stack)和方法区(method) 堆区: 1.存储的全部是对象,每个对象都包含一个与之对应的class的信息。(class的目的是得到操作指令) 2.jvm只有一个堆区(heap)被所有线程共享,堆中不存放基本类型和对象引用,只存放对象本身 栈区:1.每个线程包含一个栈区,栈中只保存基础数据类型的对象和自定义对象的引用(不是对象),对象都存放在堆区中 2.每个栈中的数据(原始类型和对象引用)都是私有的,其他栈不能访问。 3.栈分为3个部分:基本类型变量区、执行环境上下文、操作指令区(存放操作指令)。 方法区:1.又叫静态区,跟堆一样,被所有的线程共享。方法区包含所有的class和static变量。 2.方法区中包含的都是在整个程序中永远唯一的元素,如class,static变量。 为了更清楚地搞明白发生在运行时数据区里的黑幕,我们来准备2个小道具(2个非常简单的小程序)。
//AppMain.java
public class AppMain//运行时,jvm把appmain的信息都放入方法区
{
    public static void main(String[] args)//main方法本身放入方法区
    {
        Sample test1 = new Sample("测试1");//test1是引用,所以放到栈区里,Sample是自定义对象应该放到堆里面
        Sample test2 = new Sample(" 测试2 ");
        test1.printName();
        test2.printName();
    }
}
//Sample.java
public class Sample//运行时,jvm把appmain的信息都放入方法区
{
    /** 范例名称 */
    private name;//new Sample实例后,name引用放入栈区里,name对象放入堆里
    /** 构造方法 */
    public Sample(String name) {
        this.name = name;
    }
    /** 输出 */
    public void printName()//print方法本身放入方法区里
    {
        System.out.println(name);
    }
}
OK,让我们开始行动吧,出发指令就是:"java AppMain",包包里带好我们的行动向导图,Let's GO! 系统收到了我们发出的指令,启动了一个Java虚拟机进程,这个进程首先从classpath中找到AppMain.class文件,读取这个文件中的二进制数据,然后把Appmain类的类信息存放到运行时数据区的方法区中。这一过程称为AppMain类的加载过程。 接着,Java虚拟机定位到方法区中AppMain类的Main()方法的字节码,开始执行它的指令。这个main()方法的第一条语句就是: Sample test1=new Sample("测试1"); 语句很简单啦,就是让java虚拟机创建一个Sample实例,并且呢,使引用变量test1引用这个实例。貌似小case一桩哦,就让我们来跟踪一下Java虚拟机,看看它究竟是怎么来执行这个任务的: 1、 Java虚拟机一看,不就是建立一个Sample实例吗,简单,于是就直奔方法区而去,先找到Sample类的类型信息再说。结果呢,嘿嘿,没找到@@,这会儿的方法区里还没有Sample类呢。可Java虚拟机也不是一根筋的笨蛋,于是,它发扬“自己动手,丰衣足食”的作风,立马加载了Sample类,把Sample类的类型信息存放在方法区里。 2、 好啦,资料找到了,下面就开始干活啦。Java虚拟机做的第一件事情就是在堆区中为一个新的Sample实例分配内存, 这个Sample实例持有着指向方法区的Sample类的类型信息的引用。这里所说的引用,实际上指的是Sample类的类型信息在方法区中的内存地址,其实,就是有点类似于C语言里的指针啦~~,而这个地址呢,就存放了在Sample实例的数据区里。 3、 在JAVA虚拟机进程中,每个线程都会拥有一个方法调用栈,用来跟踪线程运行中一系列的方法调用过程,栈中的每一个元素就被称为栈帧,每当线程调用一个方法的时候就会向方法栈压入一个新帧。这里的帧用来存储方法的参数、局部变量和运算过程中的临时数据。OK,原理讲完了,就让我们来继续我们的跟踪行动!位于“=”前的Test1是一个在main()方法中定义的变量,可见,它是一个局部变量,因此,它被会添加到了执行main()方法的主线程的JAVA方法调用栈中。而“=”将把这个test1变量指向堆区中的Sample实例,也就是说,它持有指向Sample实例的引用。 OK,到这里为止呢,JAVA虚拟机就完成了这个简单语句的执行任务。参考我们的行动向导图,我们终于初步摸清了JAVA虚拟机的一点点底细了,COOL! 接下来,JAVA虚拟机将继续执行后续指令,在堆区里继续创建另一个Sample实例,然后依次执行它们的printName()方法。当JAVA虚拟机执行test1.printName()方法时,JAVA虚拟机根据局部变量test1持有的引用,定位到堆区中的Sample实例,再根据Sample实例持有的引用,定位到方法去中Sample类的类型信息,从而获得printName()方法的字节码,接着执行printName()方法包含的指令。