java虚拟空间(租赁虚拟空间)

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目录： 1、关于设置Java虚拟机(JVM)的内存问题 2、虚拟主机，什么是java虚拟主机 3、如何调整java虚拟机内存大小 4、什么是Java虚拟机? 5、什么JAVA是虚拟内存 6、什么是 Java 虚拟机？ 关于设置Java虚拟机(JVM)的内存问题

最近做毕设时 遇到了一点小问题 在解析dblp xml文件时（该文件很大 最新版本为 MB） 老是报错

java lang OutOfMemoryError: Java heap space

最后通过查资料才知道 这是由于JVM堆内存不足造成的 JVM在启动动的时候一般会设置JVM Heap的值

其初始空间（即 Xms）是物理内存的 / 最大空间（ Xmx）不可超过物理内存 在JVM中如果 ％的时间是用于GC 且可用的Heap size 不足 ％的时候将抛出此异常信息 出现这种问题可以通过修改JVM heap大小解决

如

点击（此处）折叠或打开

java Xms M Xmx M className

以上设置JVM初始化堆内存为 M 最大可用堆内存为 M

（ ）在命令行中设置的方法就如上面所述

（ ）在Eclipse中可以这样设置

在eclipse的 Run Run Configurations Arguments下的VM Arguments中设置

Xms M Xmx M

另外可以使用 java X查看其它JVM参数情况

点击（此处）折叠或打开

D:workjava X

Xmixed mixed mode execution （default）

Xint interpreted mode execution only

Xbootclasspath:directories and zip/jar files separated by ;

set search path for bootstrap classes and resources

Xbootclasspath/a:directories and zip/jar files separated by ;

append to end of bootstrap class path

Xbootclasspath/p:directories and zip/jar files separated by ;

prepend in front of bootstrap class path

Xnoclassgc disable class garbage collection

Xincgc enable incremental garbage collection

Xloggc:file log GC status to a file with time stamps

Xbatch disable background pilation

Xmssize set initial Java heap size

Xmxsize set maximum Java heap size

Xsssize set java thread stack size

Xprof output cpu profiling data

Xfuture enable strictest checks anticipating future default

Xrs reduce use of OS signals by Java/VM （see documentation）

Xcheck:jni perform additional checks for JNI functions

Xshare:off do not attempt to use shared class data

Xshare:auto use shared class data if possible （default）

Xshare:on require using shared class data otherwise fail

The X options are non standard and subject to change without notice

可以通过java lang Runtime的一些方法查看jvm的内存使用情况

点击（此处）折叠或打开

System out println（ Total Memory: + Runtime getRuntime（） totalMemory（） / （ * + MB ）

System out println（ Free Memory: + Runtime getRuntime（） freeMemory（） / （ * ） + MB ）

System out println（ Max Memory: + Runtime getRuntime（） maxMemory（） / （ * ） + MB ）

maxMemory（）这个方法返回的是java虚拟机（这个进程）能构从操作系统那里挖到的最大的内存 以字节为单位

totalMemory（）这个方法返回的是java虚拟机现在已经从操作系统那里挖过来的内存大小 也就是java虚拟机这个进程当时所占用的所有内存

freeMemory为当前jvm中没有使用的内存

附 jvm参数说明 （转自）

server:一定要作为第一个参数 在多个CPU时性能佳

Xms java Heap初始大小 默认是物理内存的 /

Xmx java heap最大值 建议均设为物理内存的一半 不可超过物理内存

XX:PermSize:设定内存的永久保存区初始大小 缺省值为 M （我用visualvm exe查看的）

XX:MaxPermSize:设定内存的永久保存区最大 大小 缺省值为 M （我用visualvm exe查看的）

XX:SurvivorRatio=   :生还者池的大小 默认是 如果垃圾回收变成了瓶颈 您可以尝试定制生成池设置

XX:NewSize: 新生成的池的初始大小 缺省值为 M

XX:MaxNewSize: 新生成的池的最大大小    缺省值为 M

如果 JVM 的堆大小大于 GB 则应该使用值 XX:newSize= m XX:MaxNewSize= m XX:SurvivorRatio= 或者将堆的总大小的 % 到 % 分配给新生成的池 调大新对象区 减少Full GC次数

+XX:AggressiveHeap 会使得 Xms没有意义 这个参数让jvm忽略Xmx参数 疯狂地吃完一个G物理内存 再吃尽一个G的swap

Xss 每个线程的Stack大小 Xss 这使得JBoss每增加一个线程（thread）就会立即消耗 M内存 而最佳值应该是 K 默认值好像是 k

verbose:gc 现实垃圾收集信息

Xloggc:gc log 指定垃圾收集日志文件

Xmn young generation的heap大小 一般设置为Xmx的 分之一

XX:+UseParNewGC 缩短minor收集的时间

XX:+UseConcMarkSweepGC 缩短major收集的时间 此选项在Heap Size 比较大而且Major收集时间较长的情况下使用更合适

XX:userParNewGC 可用来设置并行收集【多CPU】

XX:ParallelGCThreads 可用来增加并行度【多CPU】

lishixinzhi/Article/program/Java/hx/201311/26103虚拟主机，什么是java虚拟主机

JVM是Java Virtual Machine（Java虚拟机）的缩写，JVM是一种用于计算设备的规范，它是一个虚构出来的计算机，是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。

Java语言的一个非常重要的特点就是与平台的无关性。而使用Java虚拟机是实现这一特点的关键。一般的高级语言如果要在不同的平台上运行，至少需要编译成不同的目标代码。而引入Java语言虚拟机后，Java语言在不同平台上运行时不需要重新编译。Java语言使用Java虚拟机屏蔽了与具体平台相关的信息，使得Java语言编译程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码（字节码），就可以在多种平台上不加修改地运行。Java虚拟机在执行字节码时，把字节码解释成具体平台上的机器指令执行。这就是Java的能够“一次编译，到处运行”的原因。

如何调整java虚拟机内存大小

在一些规模稍大的应用中，Java虚拟机（JVM）的内存设置尤为重要，想在项目中取得好的效率，GC（垃圾回收）的设置是第一步。

PermGen space：全称是Permanent Generation space.就是说是永久保存的区域,用于存放Class和Meta信息,Class在被Load的时候被放入该区域Heap space：存放Instance。

GC(Garbage Collection)应该不会对PermGen space进行清理,所以如果你的APP会LOAD很多CLASS的话,就很可能出现PermGen space错误

Java Heap分为3个区

1.Young

2.Old

3.Permanent

Young保存刚实例化的对象。当该区被填满时，GC会将对象移到Old区。Permanent区则负责保存反射对象，本文不讨论该区。

JVM的Heap分配可以使用-X参数设定，

-Xms

初始Heap大小

-Xmx

java heap最大值

-Xmn

young generation的heap大小

JVM有2个GC线程

第一个线程负责回收Heap的Young区

第二个线程在Heap不足时，遍历Heap，将Young 区升级为Older区

Older区的大小等于-Xmx减去-Xmn，不能将-Xms的值设的过大，因为第二个线程被迫运行会降低JVM的性能。

为什么一些程序频繁发生GC？

有如下原因：

1.程序内调用了System.gc()或Runtime.gc()。

2.一些中间件软件调用自己的GC方法，此时需要设置参数禁止这些GC。

3.Java的Heap太小，一般默认的Heap值都很小。

4.频繁实例化对象，Release对象 此时尽量保存并重用对象，例如使用StringBuffer()和String()。

如果你发现每次GC后，Heap的剩余空间会是总空间的50%，这表示你的Heap处于健康状态,许多Server端的Java程序每次GC后最好能有65%的剩余空间

经验之谈：

1．Server端JVM最好将-Xms和-Xmx设为相同值。为了优化GC，最好让-Xmn值约等于-Xmx的1/3。

2．一个GUI程序最好是每10到20秒间运行一次GC，每次在半秒之内完成。

注意：

1．增加Heap的大小虽然会降低GC的频率，但也增加了每次GC的时间。并且GC运行时，所有的用户线程将暂停，也就是GC期间，Java应用程序不做任何工作。

2．Heap大小并不决定进程的内存使用量。进程的内存使用量要大于-Xmx定义的值，因为Java为其他任务分配内存，例如每个线程的Stack等。

Stack的设定

每个线程都有他自己的Stack。

-Xss

每个线程的Stack大小

Stack的大小限制着线程的数量。如果Stack过大就好导致内存溢漏。-Xss参数决定Stack大小，例如-Xss1024K。如果Stack太小，也会导致Stack溢漏。

硬件环境

硬件环境也影响GC的效率，例如机器的种类，内存，swap空间，和CPU的数量。

如果你的程序需要频繁创建很多transient对象，会导致JVM频繁GC。这种情况你可以增加机器的内存，来减少Swap空间的使用。

4种GC

1、第一种为单线程GC，也是默认的GC，该GC适用于单CPU机器。

2、第二种为Throughput GC，是多线程的GC，适用于多CPU，使用大量线程的程序。第二种GC与第一种GC相似，不同在于GC在收集Young区是多线程的，但在Old区和第一种一样，仍然采用单线程。-XX:+UseParallelGC参数启动该GC。

3、第三种为Concurrent Low Pause GC，类似于第一种，适用于多CPU，并要求缩短因GC造成程序停滞的时间。这种GC可以在Old区的回收同时，运行应用程序。-XX:+UseConcMarkSweepGC参数启动该GC。

4、第四种为Incremental Low Pause GC，适用于要求缩短因GC造成程序停滞的时间。这种GC可以在Young区回收的同时，回收一部分Old区对象。-Xincgc参数启动该GC。

单文件的JVM内存进行设置

默认的java虚拟机的大小比较小，在对大数据进行处理时java就会报错：java.lang.OutOfMemoryError。

设置jvm内存的方法，对于单独的.class，可以用下面的方法对Test运行时的jvm内存进行设置。

java -Xms64m -Xmx256m Test

-Xms是设置内存初始化的大小

-Xmx是设置最大能够使用内存的大小（最好不要超过物理内存大小）

tomcat启动jvm内存设置

Linux：

在/usr/local/apache-tomcat-5.5.23/bin目录下的catalina.sh添加：JAVA_OPTS='-Xms512m -Xmx1024m'要加“m”说明是MB，否则就是KB了，在启动tomcat时会报内存不足。

-Xms：初始值

-Xmx：最大值

-Xmn：最小值Windows

在catalina.bat最前面加入

set JAVA_OPTS=-Xms128m -Xmx350m 如果用startup.bat启动tomcat,OK设置生效.够成功的分配200M内存.但是如果不是执行startup.bat启动tomcat而是利用windows的系统服务启动tomcat服务,上面的设置就不生效了,就是说set JAVA_OPTS=-Xms128m -Xmx350m 没起作用.上面分配200M内存就OOM了..windows服务执行的是bin omcat.exe.他读取注册表中的值,而不是catalina.bat的设置.解决办法:

修改注册表HKEY_LOCAL_MACHINESOFTWAREApache Software FoundationTomcat Service ManagerTomcat5ParametersJavaOptions

原值为

-Dcatalina.home="C:ApacheGroupTomcat 5.0"

-Djava.endorsed.dirs="C:ApacheGroupTomcat 5.0commonendorsed"

-Xrs加入 -Xms300m -Xmx350m

重起tomcat服务,设置生效

weblogic启动jvm内存设置

在weblogic中，可以在startweblogic.cmd中对每个domain虚拟内存的大小进行设置，默认的设置是在commEnv.cmd里面。

JBoss

默认可以使用的内存为64MB

$JBOSSDIR$/bin/run.config

JAVA_OPTS = "-server -Xms128 -Xmx512"

Eclipse

在所在目录下，键入

eclipse.exe -vmargs -Xms256m -Xmx512m

256m表示JVM堆内存最小值

512m表示JVM堆内存最大

Websphere

进入控制台去设置：应用程序服务器 server1 进程定义 Java 虚拟机

什么是Java虚拟机?

虚拟机是一种抽象化的计算机，通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。

Java虚拟机有自己完善的硬体架构，如处理器、堆栈、寄存器等，还具有相应的指令系统。JVM屏蔽了与具体操作系统平台相关的信息，使得Java程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码（字节码），就可以在多种平台上不加修改地运行。

这种解释应该算是正确的，但是只描述了虚拟机的外部行为和功能，并没有针对内部原理做出说明。一般情况下我们不需要知道虚拟机的运行原理，只要专注写java代码就可以了，这也正是虚拟机之所以存在的原因--屏蔽底层操作系统平台的不同并且减少基于原生语言开发的复杂性，使java这门语言能够跨各种平台（只要虚拟机厂商在特定平台上实现了虚拟机），并且简单易用。这些都是虚拟机的外部特性，但是从这些信息来解释虚拟机，未免太笼统了，无法让我们知道内部原理。

从进程的角度解释JVM

让我们尝试从操作系统的层面来理解虚拟机。我们知道，虚拟机是运行在操作系统之中的，那么什么东西才能在操作系统中运行呢？当然是进程，因为进程是操作系统中的执行单位。可以这样理解，当它在运行的时候，它就是一个操作系统中的进程实例，当它没有在运行时（作为可执行文件存放于文件系统中），可以把它叫做程序。

对命令行比较熟悉的同学，都知道其实一个命令对应一个可执行的二进制文件，当敲下这个命令并且回车后，就会创建一个进程，加载对应的可执行文件到进程的地址空间中，并且执行其中的指令。下面对比C语言和Java语言的HelloWorld程序来说明问题。

首先编写C语言版的HelloWorld程序。

编译C语言版的HelloWorld程序：

gcc HelloWorld.c -o HelloWorld

运行C语言版的HelloWorld程序：

zhangjg@linux:/deve/workspace/HelloWorld/src$ ./HelloWorld

hello world

gcc编译器编译后的文件直接就是可被操作系统识别的二进制可执行文件，当我们在命令行中敲下 ./HelloWorld这条命令的时候， 直接创建一个进程， 并且将可执行文件加载到进程的地址空间中， 执行文件中的指令。

作为对比， 我们看一下Java版HelloWord程序的编译和执行形式。

首先编写源文件HelloWord.java ：

编译Java版的HelloWorld程序：

运行Java版的HelloWorld程序：

zhangjg@linux:/deve/workspace/HelloJava/src$ java -classpath . HelloWorld

HelloWorld

从上面的过程可以看到， 我们在运行Java版的HelloWorld程序的时候， 敲入的命令并不是 ./HelloWorld.class 。 因为class文件并不是可以直接被操作系统识别的二进制可执行文件 。 我们敲入的是java这个命令。 这个命令说明， 我们首先启动的是一个叫做java的程序， 这个java程序在运行起来之后就是一个JVM进程实例。

上面的命令执行流程是这样的：

java命令首先启动虚拟机进程，虚拟机进程成功启动后，读取参数“HelloWorld”，把他作为初始类加载到内存，对这个类进行初始化和动态链接（关于类的初始化和动态链接会在后面的博客中介绍），然后从这个类的main方法开始执行。也就是说我们的.class文件不是直接被系统加载后直接在cpu上执行的，而是被一个叫做虚拟机的进程托管的。首先必须虚拟机进程启动就绪，然后由虚拟机中的类加载器加载必要的class文件，包括jdk中的基础类（如String和Object等），然后由虚拟机进程解释class字节码指令，把这些字节码指令翻译成本机cpu能够识别的指令，才能在cpu上运行。

从这个层面上来看，在执行一个所谓的java程序的时候，真真正正在执行的是一个叫做Java虚拟机的进程，而不是我们写的一个个的class文件。这个叫做虚拟机的进程处理一些底层的操作，比如内存的分配和释放等等。我们编写的class文件只是虚拟机进程执行时需要的“原料”。这些“原料”在运行时被加载到虚拟机中，被虚拟机解释执行，以控制虚拟机实现我们java代码中所定义的一些相对高层的操作，比如创建一个文件等，可以将class文件中的信息看做对虚拟机的控制信息，也就是一种虚拟指令。

编程语言也有自己的原理， 学习一门语言， 主要是把它的原理搞明白。 看似一个简单的HelloWorld程序， 也有很多深入的内容值得剖析。

JVM体系结构简介

为了展示虚拟机进程和class文件的关系，特意画了下面一张图：

根据上图表达的内容，我们编译之后的class文件是作为Java虚拟机的原料被输入到Java虚拟机的内部的，那么具体由谁来做这一部分工作呢？其实在Java虚拟机内部，有一个叫做类加载器的子系统，这个子系统用来在运行时根据需要加载类。注意上面一句话中的“根据需要”四个字。在Java虚拟机执行过程中，只有他需要一个类的时候，才会调用类加载器来加载这个类，并不会在开始运行时加载所有的类。就像一个人，只有饿的时候才去吃饭，而不是一次把一年的饭都吃到肚子里。一般来说，虚拟机加载类的时机，在第一次使用一个新的类的时候。本专栏后面的文章会具体讨论Java中的类加载器。

由虚拟机加载的类，被加载到Java虚拟机内存中之后，虚拟机会读取并执行它里面存在的字节码指令。虚拟机中执行字节码指令的部分叫做执行引擎。就像一个人，不是把饭吃下去就完事了，还要进行消化，执行引擎就相当于人的肠胃系统。在执行的过程中还会把各个class文件动态的连接起来。关于执行引擎的具体行为和动态链接相关的内容也会在本专栏后续的文章中进行讨论。

我们知道，Java虚拟机会进行自动内存管理。具体说来就是自动释放没有用的对象，而不需要程序员编写代码来释放分配的内存。这部分工作由垃圾收集子系统负责。

从上面的论述可以知道， 一个Java虚拟机实例在运行过程中有三个子系统来保障它的正常运行，分别是类加载器子系统， 执行引擎子系统和垃圾收集子系统。 如下图所示：

虚拟机的运行，必须加载class文件，并且执行class文件中的字节码指令。它做这么多事情，必须需要自己的空间。就像人吃下去的东西首先要放在胃中。虚拟机也需要空间来存放个中数据。首先，加载的字节码，需要一个单独的内存空间来存放；一个线程的执行，也需要内存空间来维护方法的调用关系，存放方法中的数据和中间计算结果；在执行的过程中，无法避免的要创建对象，创建的对象需要一个专门的内存空间来存放。关于虚拟机运行时数据区的内容，也会出现在本专栏后续的文章中。虚拟机的运行时内存区大概可以分成下图所示的几个部分。(这里只是大概划分，并没有划分的很精细)

总结

写到这里，基本上关于我对java虚拟机的理解就写完了。这篇文章的主题虽然是深入理解Java虚拟机，但是你可能感觉一点也不“深入”，也只是泛泛而谈。我也有这样的感觉。限于自己水平有限，也只能这样了，要是想深入理解java虚拟机，强烈建议读一下三本书：

《深入Java虚拟机》

《深入理解Java虚拟机JVM高级特性与最佳实践》

《Java虚拟机规范》

其实我也读过这几本书，但是它们对虚拟机的解释也是基于一个外部模型，而没有深入剖析虚拟机内部的实现原理。虚拟机是一个大而复杂的东西，实现虚拟机的人都是大牛级别的，如果不是参与过虚拟机的实现，应该很少有人能把它参透。本专栏后面的一些文章也参考了这三本书， 虽然讲解Java语法的书不计其数， 但是深入讲解虚拟机的书， 目前为止我就见过这三本，并且网上的资料也不是很多。

最后做一个总结：

1 虚拟机并不神秘，在操作系统的角度看来，它只是一个普通进程。

2 这个叫做虚拟机的进程比较特殊，它能够加载我们编写的class文件。如果把JVM比作一个人，那么class文件就是我们吃的食物。

3 加载class文件的是一个叫做类加载器的子系统。就好比我们的嘴巴，把食物吃到肚子里。

4 虚拟机中的执行引擎用来执行class文件中的字节码指令。就好比我们的肠胃，对吃进去的食物进行消化。

5 虚拟机在执行过程中，要分配内存创建对象。当这些对象过时无用了，必须要自动清理这些无用的对象。清理对象回收内存的任务由垃圾收集器负责。就好比人吃进去的食物，在消化之后，必须把废物排出体外，腾出空间可以在下次饿的时候吃饭并消化食物。

扩展资料：

关于JAVA虚拟机的参数说明如下：

1、运行class文件

执行带main方法的class文件，Java虚拟机[3] 命令参数行为：

java CLASS文件名

注意：CLASS文件名不要带文件后缀.class

例如：

java Test

如果执行的class文件是带包的，即在类文件中使用了：

package ；包名

那应该在包的基路径下执行，Java虚拟机命令行参数：

java ；包名.CLASS文件名

例如：

PackageTest.java中，其包名为：com.ee2ee.test，对应的语句为：

package com.ee2ee.test;

PackageTest.java及编译后的class文件PackageTest.class的存放目录如下：

classes

|__com

|__ee2ee

|__test

|__PackageTest.java

|__PackageTest.class

要运行PackageTest.class，应在classes目录下执行：

java com.ee2ee.test.PackageTest

2、运行jar文件中的class

原理和运行class文件一样，只需加上参数-cp jar文件名；即可。

例如：执行test.jar中的类com.ee2ee.test.PackageTest，命令行如下：

java -cp test.jar com.ee2ee.test.PackageTest

3、显示JDK版本信息

当一台机器上有多个jdk版本时，需要知道当前使用的是那个版本的jdk，使用参数-version即可知道其版本，命令行为：

java -version

4、增加虚拟机可以使用的最大内存

Java虚拟机可使用的最大内存是有限制的，缺省值通常为64MB或128MB。

如果一个应用程序为了提高性能而把数据加载内存中而占用较大的内存，比如超过了默认的最大值128MB，需要加大java虚拟机可使用的最大内存，否则会出现Out of Memory的异常。启动java时，需要使用如下两个参数：

-Xms java虚拟机初始化时使用的内存大小

-Xmx java虚拟机可以使用的最大内存

以上两个命令行参数中设置的size，可以带单位，例如：256m表示256MB

举例说明：

java -Xms128m -Xmx256m ...

表示Java虚拟机初始化时使用的内存为128MB，可使用的最大内存为256MB。

对于tomcat，可以修改其脚本catalina. sh（Unix平台）或catalina.bat（Windows平台），设置变量JAVA_OPTS即可，例如：

JAVA_OPTS='-Xms128m -Xmx256m'

参考资料：百度百科-java虚拟机

什么JAVA是虚拟内存

虚拟内存

内存在计算机中的作用很大，电脑中所有运行的程序都需要经过内存来执行，如果执行的程序很大或很多，就会导致内存消耗殆尽。为了解决这个问题，Windows中运用了虚拟内存技术，即拿出一部分硬盘空间来充当内存使用，当内存占用完时，电脑就会自动调用硬盘来充当内存，以缓解内存的紧张。举一个例子来说，如果电脑只有128MB物理内存的话，当读取一个容量为200MB的文件时，就必须要用到比较大的虚拟内存，文件被内存读取之后就会先储存到虚拟内存，等待内存把文件全部储存到虚拟内存之后，跟着就会把虚拟内里储存的文件释放到原来的安装目录里了。

1.一般情况

一般情况下，建议让Windows来自动分配管理虚拟内存，它能根据实际内存的使用情况，动态调整虚拟内存的大小。

2.关于最小值

Windows建议页面文件的最小值应该为当前系统物理内存容量再加上12MB，而对于物理内存容量小于256MB的用户，则建议将页面文件的最小值设得更大些：

①使用128MB或者更少内存的用户，建议将当前物理内存容量的1.75倍设置为页面文件的最小值。

②内存大小在128MB到256MB之间的用户，建议将当前物理内存容量的1.5倍设置为页面文件的最小值。

3.关于最大值

一般来说，页面文件的最大值设置得越大越好，建议设置为最小值的2到3倍。

4.极端情况

假如硬盘空间比较紧张，在设置页面文件时，只需保证它不小于物理内存的3/4即可。

如果物理内存很大(大于512MB)，则可以将虚拟内存禁用。

内存一般指实际的物理内存

虚拟内存是在你的硬盘开一个虚拟空间，当作内存使用

一般虚拟内存的大小为实际物理内存的1-2倍，主要根据你的内存需求而定，如果你经常运行那些吃内存的大型软件，如安装了数据库软件、服务器软件、运行Java方面的开发工具，那么需要的虚拟内存要大一些，这时候可以设成2倍，如果只是做日常的文字处理，那么一般1倍也可以。

你机器的物理内存256M，那么设成256、384、512都可以。如果你发现你在日常使用时，机器一直在多谢硬盘，这是执行的就是虚拟内存操作，但如果经常出现这种情况，建议还是升级物理内存

什么是 Java 虚拟机？

您好，提问者：

  Java虚拟机简称JVM，它的作用如下：

  1、其实Java不可跨平台，真正实现跨平台的是JVM虚拟机。

  2、JVM其实就是一个编译java、运行class的一个跟操作系统的一个软件。

  3、JVM的作用只针对于Java，而系统中的东西与它无关。

  4、其实说白了就是一个软件，就像VMware一样。

Java虚拟机

一、什么是Java虚拟机

Java虚拟机是一个想象中的机器,在实际的计算机上通过软件模拟来实现。Java虚拟机有自己想象中的硬件,如处理器、堆栈、寄存器等,还具有相应的指令系统。

为什么要使用Java虚拟机

Java语言的一个非常重要的特点就是与平台的无关性。而使用Java虚拟机是实现这一特点的关键。一般的高级语言如果要在不同的平台上运行,至少需要编译成不同的目标代码。而引入Java语言虚拟机后,Java语言在不同平台上运行时不需要重新编译。Java语言使用模式Java虚拟机屏蔽了与具体平台相关的信息,使得Java语言编译程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码(字节码),就可以在多种平台上不加修改地运行。Java虚拟机在执行字节码时,把字节码解释成具体平台上的机器指令执行。 

2.谁需要了解Java虚拟机

Java虚拟机是Java语言底层实现的基础,对Java语言感兴趣的人都应对Java虚拟机有个大概的了解。这有助于理解Java语言的一些性质,也有助于使用Java语言。对于要在特定平台上实现Java虚拟机的软件人员,Java语言的编译器作者以及要用硬件芯片实现Java虚拟机的人来说,则必须深刻理解Java虚拟机的规范。另外,如果你想扩展Java语言,或是把其它语言编译成Java语言的字节码,你也需要深入地了解Java虚拟机。

3.Java虚拟机支持的数据类型

Java虚拟机支持Java语言的基本数据类型如下:

byte://1字节有符号整数的补码

short://2字节有符号整数的补码

int://4字节有符号整数的补码

long://8字节有符号整数的补码

float://4字节IEEE754单精度浮点数

double://8字节IEEE754双精度浮点数

char://2字节无符号Unicode字符

几乎所有的Java类型检查都是在编译时完成的。上面列出的原始数据类型的数据在Java执行时不需要用硬件标记。操作这些原始数据类型数据的字节码(指令)本身就已经指出了操作数的数据类型,例如iadd、ladd、fadd和dadd指令都是把两个数相加,其操作数类型别是int、long、float和double。虚拟机没有给boolean(布尔)类型设置单独的指令。boolean型的数据是由integer指令,包括integer返回来处理的。boolean型的数组则是用byte数组来处理的。虚拟机使用IEEE754格式的浮点数。不支持IEEE格式的较旧的计算机,在运行Java数值计算程序时,可能会非常慢。

虚拟机支持的其它数据类型包括:

object//对一个Javaobject(对象)的4字节引用

returnAddress//4字节,用于jsr/ret/jsr-w/ret-w指令

注:Java数组被当作object处理。

虚拟机的规范对于object内部的结构没有任何特殊的要求。在Sun公司的实现中,对object的引用是一个句柄,其中包含一对指针:一个指针指向该object的方法表,另一个指向该object的数据。用Java虚拟机的字节码表示的程序应该遵守类型规定。Java虚拟机的实现应拒绝执行违反了类型规定的字节码程序。Java虚拟机由于字节码定义的限制似乎只能运行于32位地址空间的机器上。但是可以创建一个Java虚拟机,它自动地把字节码转换成64位的形式。从Java虚拟机支持的数据类型可以看出,Java对数据类型的内部格式进行了严格规定,这样使得各种Java虚拟机的实现对数据的解释是相同的,从而保证了Java的与平台无关性和可

移植性。

二、Java虚拟机体系结构

Java虚拟机由五个部分组成:一组指令集、一组寄存器、一个栈、一个无用单元收集堆(Garbage-collected-heap)、一个方法区域。这五部分是Java虚拟机的逻辑成份,不依赖任何实现技术或组织方式,但它们的功能必须在真实机器上以某种方式实现。

Java指令集

Java虚拟机支持大约248个字节码。每个字节码执行一种基本的CPU运算,例如,把一个整数加到寄存器,子程序转移等。Java指令集相当于Java程序的汇编语言。 

Java指令集中的指令包含一个单字节的操作符,用于指定要执行的操作,还有0个或多个操作数,提供操作所需的参数或数据。许多指令没有操作数,仅由一个单字节的操作符构成。

虚拟机的内层循环的执行过程如下:

do{

取一个操作符字节;

根据操作符的值执行一个动作;

}while(程序未结束)

由于指令系统的简单性,使得虚拟机执行的过程十分简单,从而有利于提高执行的效率。指令中操作数的数量和大小是由操作符决定的。如果操作数比一个字节大,那么它存储的顺序是高位字节优先。例如,一个16位的参数存放时占用两个字节,其值为:

第一个字节*256+第二个字节字节码指令流一般只是字节对齐的。指令tabltch和lookup是例外,在这两条指令内部要求强制的4字节边界对齐。

2.寄存器

Java虚拟机的寄存器用于保存机器的运行状态,与微处理器中的某些专用寄存器类似。

Java虚拟机的寄存器有四种:

pc:Java程序计数器。

optop:指向操作数栈顶端的指针。

frame:指向当前执行方法的执行环境的指针。

vars:指向当前执行方法的局部变量区第一个变量的指针。

Java虚拟机

Java虚拟机是栈式的,它不定义或使用寄存器来传递或接受参数,其目的是为了保证指令集的简洁性和实现时的高效性(特别是对于寄存器数目不多的处理器)。

所有寄存器都是32位的。

3.栈

Java虚拟机的栈有三个区域:局部变量区、运行环境区、操作数区。

(1)局部变量区 每个Java方法使用一个固定大小的局部变量集。它们按照与vars寄存器的字偏移量来寻址。局部变量都是32位的。长整数和双精度浮点数占据了两个局部变量的空间,却按照第一个局部变量的索引来寻址。(例如,一个具有索引n的局部变量,如果是一个双精度浮点数,那么它实际占据了索引n和n+1所代表的存储空间。)虚拟机规范并不要求在局部变量中的64位的值是64位对齐的。虚拟机提供了把局部变量中的值装载到操作数栈的指令,也提供了把操作数栈中的值写入局部变量的指令。

(2)运行环境区 在运行环境中包含的信息用于动态链接,正常的方法返回以及异常传播。

·动态链接

运行环境包括对指向当前类和当前方法的解释器符号表的指针,用于支持方法代码的动态链接。方法的class文件代码在引用要调用的方法和要访问的变量时使用符号。动态链接把符号形式的方法调用翻译成实际方法调用,装载必要的类以解释还没有定义的符号,并把变量访问翻译成与这些变量运行时的存储结构相应的偏移地址。动态链接方法和变量使得方法中使用的其它类的变化不会影响到本程序的代码。

·正常的方法返回

如果当前方法正常地结束了,在执行了一条具有正确类型的返回指令时,调用的方法会得到一个返回值。执行环境在正常返回的情况下用于恢复调用者的寄存器,并把调用者的程序计数器增加一个恰当的数值,以跳过已执行过的方法调用指令,然后在调用者的执行环境中继续执行下去。

·异常和错误传播

异常情况在Java中被称作Error(错误)或Exception(异常),是Throwable类的子类,在程序中的原因是:①动态链接错,如无法找到所需的class文件。②运行时错,如对一个空指针的引用

·程序使用了throw语句。

当异常发生时,Java虚拟机采取如下措施:

·检查与当前方法相联系的catch子句表。每个catch子句包含其有效指令范围,能够处理的异常类型,以及处理异常的代码块地址。

·与异常相匹配的catch子句应该符合下面的条件:造成异常的指令在其指令范围之内,发生的异常类型是其能处理的异常类型的子类型。如果找到了匹配的catch子句,那么系统转移到指定的异常处理块处执行;如果没有找到异常处理块,重复寻找匹配的catch子句的过程,直到当前方法的所有嵌套的catch子句都被检查过。

·由于虚拟机从第一个匹配的catch子句处继续执行,所以catch子句表中的顺序是很重要的。因为Java代码是结构化的,因此总可以把某个方法的所有的异常处理器都按序排列到一个表中,对任意可能的程序计数器的值,都可以用线性的顺序找到合适的异常处理块,以处理在该程序计数器值下发生的异常情况。

·如果找不到匹配的catch子句,那么当前方法得到一个"未截获异常"的结果并返回到当前方法的调用者,好像异常刚刚在其调用者中发生一样。如果在调用者中仍然没有找到相应的异常处理块,那么这种错误传播将被继续下去。如果错误被传播到最顶层,那么系统将调用一个缺省的异常处理块。

(3)操作数栈区 机器指令只从操作数栈中取操作数,对它们进行操作,并把结果返回到栈中。选择栈结构的原因是:在只有少量寄存器或非通用寄存器的机器(如Intel486)上,也能够高效地模拟虚拟机的行为。操作数栈是32位的。它用于给方法传递参数,并从方法接收结果,也用于支持操作的参数,并保存操作的结果。例如,iadd指令将两个整数相加。相加的两个整数应该是操作数栈顶的两个字。这两个字是由先前的指令压进堆栈的。这两个整数将从堆栈弹出、相加,并把结果压回到操作数栈中。

每个原始数据类型都有专门的指令对它们进行必须的操作。每个操作数在栈中需要一个存储位置,除了long和double型,它们需要两个位置。操作数只能被适用于其类型的操作符所操作。例如,压入两个int类型的数,如果把它们当作是一个long类型的数则是非法的。在Sun的虚拟机实现中,这个限制由字节码验证器强制实行。但是,有少数操作(操作符dupe和swap),用于对运行时数据区进行操作时是不考虑类型的。

4.无用单元收集堆

Java的堆是一个运行时数据区,类的实例(对象)从中分配空间。Java语言具有无用单元收集能力:它不给程序员显式释放对象的能力。Java不规定具体使用的无用单元收集算法,可以根据系统的需求使用各种各样的算法。

5.方法区

方法区与传统语言中的编译后代码或是Unix进程中的正文段类似。它保存方法代码(编译后的java代码)和符号表。在当前的Java实现中,方法代码不包括在无用单元收集堆中,但计划在将来的版本中实现。每个类文件包含了一个Java类或一个Java界面的编译后的代码。可以说类文件是Java语言的执行代码文件。为了保证类文件的平台无关性,Java虚拟机规范中对类文件的格式也作了详细的说明。其具体细节请参考Sun公司的Java虚拟机规范。