JVM内存模型

说明：

1、JVM由装载子系统、运行时数据区（jvm内存模型）、字节码执行引擎；

2、运行时数据区包含堆、元空间、栈、本地方法栈和程序计数器；

3、堆、元空间是线程共享；方法栈、程序计数器是线程独有，每个线程都会有；

4、运行java Calculate.class之后，先由类装载子系统，将字节码文件加载到运行时数据区；

5、栈帧：一个方法对应栈帧，每调用一个方法，会为该方法生成一个栈帧压入方法栈，方法执行完成栈帧弹出。在弹出栈帧之前根据方法出口找到要返回的调用方法的位置；

6、栈帧主要包含：局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口；

7、栈和堆的关系：如果局部变量是对象类型，堆中存放对象的具体内容、栈（的局部变量表）存放内容的引用（地址）；

8、方法区和堆的关系：方法区的静态变量是对象的引用（对象在对象的地址）；堆存对象的具体的内容；

JVM内存操作过程

通过一个简短的代码说明在jvm内存操作过程：

package com.example.demo;
​
public class Calculate {
​public int compute(){int a=5;int b=7;
​return (a+b)*9;}
​public static void main(String[] args) {Calculate calculate = new Calculate();
​System.out.println(calculate.compute());}
}
​

使用javap -v Calculate.class命令反编译以上类的字节码文件，如下（部分）：

{public com.example.demo.Calculate();descriptor: ()Vflags: (0x0001) ACC_PUBLICCode:stack=1, locals=1, args_size=10: aload_01: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V4: returnLineNumberTable:line 8: 0LocalVariableTable:Start  Length  Slot  Name   Signature0       5     0  this   Lcom/example/demo/Calculate;
​public int compute();descriptor: ()Iflags: (0x0001) ACC_PUBLICCode:stack=2, locals=3, args_size=10: iconst_51: istore_12: bipush        74: istore_25: iload_16: iload_27: iadd8: bipush        910: imul11: ireturnLineNumberTable:line 12: 0line 13: 2line 15: 5LocalVariableTable:Start  Length  Slot  Name   Signature0      12     0  this   Lcom/example/demo/Calculate;2      10     1     a   I5       7     2     b   I
​public static void main(java.lang.String[]);descriptor: ([Ljava/lang/String;)Vflags: (0x0009) ACC_PUBLIC, ACC_STATICCode:stack=2, locals=2, args_size=10: new           #2                  // class com/example/demo/Calculate3: dup4: invokespecial #3                  // Method "<init>":()V7: astore_18: getstatic     #4                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;11: aload_112: invokevirtual #5                  // Method compute:()I15: invokevirtual #6                  // Method java/io/PrintStream.println:(I)V18: returnLineNumberTable:line 19: 0line 21: 8line 22: 18LocalVariableTable:Start  Length  Slot  Name   Signature0      19     0  args   [Ljava/lang/String;8      11     1 calculate   Lcom/example/demo/Calculate;MethodParameters:Name                           Flagsargs
}
SourceFile: "Calculate.java"

分析compute()方法的汇编指令执行：

分析compute()方法的汇编指令执行：

public int compute(); descriptor: ()I flags: (0x0001) ACC_PUBLIC

Code:

stack=2, locals=3, args_size=1

0: iconst_5 //将int类型常量5压入栈

1: istore_1 //将int类型值存入局部变量1

2: bipush 7 //将一个8位带符号整数压入栈

4: istore_2 //将int类型值存入局部变量2

5: iload_1 //从局部变量1中装载int类型值

6: iload_2 //从局部变量2中装载int类型值

7: iadd //执行int类型的加法

8: bipush 9 //将一个8位带符号整数压入栈

10: imul //执行int类型的乘法

11: ireturn //从方法中返回int类型的数据

执行流程：

1、将常量5压入操作数栈；

2、将操作数栈顶的值5存入局部变量表1号位置；

3、将整数7压入操作数栈；

4、将操作数栈顶的值7存入局部变量表2号位置；

5、从局部变量1号位置取数压入操作数栈；

6、从局部变量2号位置取数压入操作数栈；

7、将操作数栈顶的两个数相加，并压入栈顶，此时操作数栈只有一个数是5+7=12；

8、将整数9压入操作数栈；

9、将操作数栈顶的两个数相乘，并压入栈顶，此时操作数栈只有一个数是12*9=108；

10、返回计算结果，compute()方法执行完成；

之后，根据compute()方法对应的栈帧的方法出口获得应该返回的main方法的地址，该栈帧从方法栈中弹出，程序回到main方法中继续执行。