JVM浅谈

• Java构造对象浅谈

  在日常编程中，我们不假思索地使用new去新建一个对象，但 Java是如何在底层进行对象的创建？如何在底层完成对象的创建并进行初始化？下面我们来探讨以下这个问题：

  Animal animal=new Animal()

  上行代码是对象实例化的过程，在程序中执行这行代码，将会经历以下过程：

  1. 在方法区寻找Animal类的信息

  2. 判断 Java编译后的字节码里面是否有这个Animal类，如果没有，则类加载器会将当前这个类的字节码文件加载到文件中

  3. new Animal()创建对象时，对象在堆（heap）里面被分配内存空间

  4. 该被创建的对象在堆中的地址会被压入操作数栈

  5. 在当前线程栈的方法栈帧的局部变量区域申请内存空间给animal

  6. 从操作数帧中弹出顶部操作数（就是被创建对象在堆中的地址）赋值给animal，从而使animal 指向新建的Animal对象

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• JVM理解

  我们将从下面这个简单的代码的反编译的.class文件，深度理解Java是如何在内存中被执行的

  public class TestPerson {
      public int doSomething(){
          int a= 1;
          int b = 2;
          int c = (a+b)*5;
          return c;
      }
      public static void main(String[] args) {
          TestPerson testPerson=new TestPerson();
          int result = testPerson.doSomething();
          System.out.println(result);
      }
  }
  

  .上述代码的class反编译文件

  我们对一些可以见名知意的名词不做过多解释，不清楚的大家可以在简书中搜索，此处主要还是加深大家对代码的理解

  Compiled from "JVM_03.TestPerson.java"
  public class JVM_03.TestPerson {
    public JVM_03.TestPerson();               // 这是默认构造函数
      Code:
         0: aload_0
         1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
         4: return
  
    public int doSomething();
      Code:
         0: iconst_1      // 把常量1压入操作数栈            
         1: istore_1      // 从操作数栈中弹出刚刚入栈的常量1  
                          // 并把它赋值给局部变量表中索引为1的变量    
                          // 即赋值给a  (对应代码：int a=1)
         2: iconst_2
         3: istore_2            // 同上
         4: iload_1             // 将局部变量表中下标为1的int变量压入操作数栈
         5: iload_2             // 同上
         6: iadd                // 在操作数栈中完成两数相加
         7: iconst_5            // 将常量5压入操作数栈
         8: imul                //在操作数栈中完成乘法运算
         9: istore_3            //弹出运算结果并且赋值给局部变量表中索引为3的变量
        10: iload_3           
        11: ireturn             // 返回int类型的值 (ireturn 语句中 i就表示int)
                                 
  
    public static void main(java.lang.String[]);
      Code:
         0: new           #2                  // class JVM_03.TestPerson
         3: dup
         4: invokespecial #3                  // Method "<init>":()V
         7: astore_1
         8: aload_1
         9: invokevirtual #4                  // Method doSomething:()I
        12: istore_2
        13: getstatic     #5                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
        16: iload_2
        17: invokevirtual #6                  // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
        20: return
  }
  

  下面我们再挖深一些，进一步揭开JVM的面纱：

  我们先了解一下Java的运行时数据区(Runtime Date Area)，Java程序被运行时，内存中运行时数据区会被分为五部分，见下图。

  Java程序运行是按线程来操作的，在线程栈中运行多个线程。每一个线程都有一个自己的栈帧，而每一个栈帧又包含局部变量、操作数栈、动态链接、方法出口四部分。上述就是在main线程里面的栈帧进行的。这里还要讲解一下，函数出口记录的问题。

  就上述Java代码而言，显然，程序需要从main函数进入doSomething函数，再返回main函数，为了不迷路，Java采用”标记“的方法记录出口，上述的.class文件中的#2等等就是”标记“。当new一个新的对象时上述代码调用了默认构造函数，此时就需要进入该构造函数，Java离开main函数留下”标记“，java进入函数时又留下”标记“，如此，进入不同函数，它就知道运行时如何返回main函数了。

• 图表