一 JAVA运行时内存区域
JVM在加载class文件时,会将class文件定义的数据结构转为运行时内存中的数据,那么jvm是如何安排运行时的内存区域呢?
jvm将运行时内存划分为以下几个部分:
堆:所有线程共享
方法区:类信息、静态变量、常量等
运行时常量池:class文件的常量池(字面常量和符号引用)+运行时产生的常量
程序计数器: 当前线程执行的字节码的行号指示器
虚拟机栈:栈帧 = 本地局部变量表、操作数栈、动态链接、出口信息
本地方法栈:native方法
直接内存:不属于jvm管理,但是在nio中,会使用native方法申请堆外内存,并在java堆中保存其引用。
其中,堆和方法区是所有的线程所共享的,而虚拟机栈、本地方法栈和程序计数器是各线程所独享的。
二 class文件
class文件是怎样定义的呢?它与java运行时内存是什么关系呢?
class文件格式:
u4 魔数
u2 class文件版本号
u2 class文件版本号
u2 constant_pool_count 表示常量池容量大小,从1开始计数;
常量池中主要存放两大类:字面常量和符号引用
符号引用又包含三类:类、接口的全限定名,字段名称和描述,方法名称和描述
cp_info constant_pool
共定义了11种常量项
其中,有CONSTANT_Fieldref_info,会有声明字段的类/接口和字段的名称及描述符等;
与后面的字段表/方法表略有不同,但是会复用相同的简单名称和描述符。
这里的只会包含在类中被使用的field和method。
当前代码所属的类是D,要把一个符号引用N解析成一个来自类或接口C的直接引用:
这个发生在何地?可能发生在方法的字节码中:
Classfile /Users/wangzx/IdeaProjects/devep_java/spring_java/target/classes/com/sankuai/sc/t/test2.class
Last modified 2016-6-5; size 546 bytes
MD5 checksum c1c0289a9a434d71f7e4a04adfd366c3
Compiled from "test2.java"
public class com.sankuai.sc.t.test2
SourceFile: "test2.java"
minor version: 0
major version: 49
flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
Constant pool:
#1 = Methodref #5.#22 // java/lang/Object."<init>":()V
#2 = Fieldref #23.#24 // com/sankuai/sc/t/A.a:I
#3 = Methodref #4.#25 // com/sankuai/sc/t/test2.inc:(Lcom/sankuai/sc/t/A;)I
#4 = Class #26 // com/sankuai/sc/t/test2
#5 = Class #27 // java/lang/Object
#6 = Utf8 m
#7 = Utf8 I
#8 = Utf8 <init>
#9 = Utf8 ()V
#10 = Utf8 Code
#11 = Utf8 LineNumberTable
#12 = Utf8 LocalVariableTable
#13 = Utf8 this
#14 = Utf8 Lcom/sankuai/sc/t/test2;
#15 = Utf8 inc
#16 = Utf8 (Lcom/sankuai/sc/t/A;)I
#17 = Utf8 a
#18 = Utf8 Lcom/sankuai/sc/t/A;
#19 = Utf8 inccc
#20 = Utf8 SourceFile
#21 = Utf8 test2.java
#22 = NameAndType #8:#9 // "<init>":()V
#23 = Class #28 // com/sankuai/sc/t/A
#24 = NameAndType #17:#7 // a:I
#25 = NameAndType #15:#16 // inc:(Lcom/sankuai/sc/t/A;)I
#26 = Utf8 com/sankuai/sc/t/test2
#27 = Utf8 java/lang/Object
#28 = Utf8 com/sankuai/sc/t/A
{
public int m;
flags: ACC_PUBLIC
public com.sankuai.sc.t.test2();
flags: ACC_PUBLIC
Code:
stack=1, locals=1, args_size=1
0: aload_0
1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V
4: return
LineNumberTable:
line 19: 0
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 5 0 this Lcom/sankuai/sc/t/test2;
int inc(com.sankuai.sc.t.A);
flags:
Code:
stack=2, locals=2, args_size=2
0: aload_1
1: getfield #2 // Field com/sankuai/sc/t/A.a:I
4: iconst_1
5: iadd
6: ireturn
LineNumberTable:
line 24: 0
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 7 0 this Lcom/sankuai/sc/t/test2;
0 7 1 a Lcom/sankuai/sc/t/A;
int inccc(com.sankuai.sc.t.A);
flags:
Code:
stack=2, locals=2, args_size=2
0: aload_0
1: aload_1
2: invokevirtual #3 // Method inc:(Lcom/sankuai/sc/t/A;)I
5: ireturn
LineNumberTable:
line 27: 0
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 6 0 this Lcom/sankuai/sc/t/test2;
0 6 1 a Lcom/sankuai/sc/t/A;
}
1.如果C本身就包含了简单类型和字段描述符与N都相符的字段,则返回此字段的直接引用。
2. 查找D是否有N,需要查找D的字段表
3.否则,如果C实现了接口,则在接口中查找
4.否则,在C的父类中查找。
u2 access_flag
是否是类/接口,是否是抽象类,是否是private等,是否是final等
u2 this_class
u2 super_class
u2 interface_count
u2 interfaces
都是指 常量池中的全限定名称,先指向类/接口索引,再找到utf-8的索引
u2 fields_count
field_info fields
字段表中会包含 字段access属性、字段名称索引、描述符索引以及attribute;
描述符:数组 [, V void, L 引用类型, 描述方法时,先用小括号描述参数列表,后面再跟上返回值描述。
字段表中不会列出父类和超类中继承而来的字段名
u2 methods_count
method_info methods
方法表:access属性,名称索引、描述索引以及attribute
如果方法没有被override,则不会出现父类继承而来的方法名
u2 attributes_count
attribute_info attributes
属性表中最重要的要数方法表的Code属性,其中包含了方法的具体信息,具体如下:
u2 attribute_name_index
u4 attribute_length
u2 max_stack 操作数栈的最大深度
u2 max_locals
u4 code_length
u1 code * code_length
....异常表等