Java程序运行原理

正文

（一）class文件内容

class文件包含Java程序执行的字节码，文件开头有一个0xcafebabe（16进制，咖啡宝贝）的特殊标志。Java程序（class文件）并不是本地的可执行程序，当运行Java程序时，首先运行JVM（Java虚拟机），然后再把Java class加载到JVM里头运行，负责加载Java class的这部分就叫做Class Loader。
任何一个class文件都对应唯一一个类或接口的定义信息，但是不是所有的类或接口都得定义在文件中（它们也可以通过类加载器直接生成)。

（二）JVM运行时数据区

线程共享部分

每个线程都会有它独立的空间，随线程生命周期而创建和销毁

1. 方法区
   方法区：JVM用来存储加载的类信息、常量、静态变量、编译后的代码等数据。虚拟机规范中这是一个逻辑区划，具体实现根据不同虚拟机来实现。如：oracle的HotSpot，在Java 7中方法区放在永久代，Java 8放在元数据空间，并且通过GC机制对这个区域进行管理。
2. 堆内存
   堆内存可以细分为：老年代、新生代（Eden、From Survivor、To Survivor）
   JVM启动时创建，存放对象的实例。垃圾回收器主要就是管理堆内存。如果满了，就会出现OutOfMemoryError。

线程独占部分

所有线程都能访问这块内存区域，随虚拟机或GC而创建和销毁
3. 虚拟机栈
每个线程都在这个空间有一个私有的空间。线程栈由多个栈帧组成，一个线程会执行一个或多个方法，一个方法对应一个栈帧。
栈帧内容包含：局部变量表、操作数栈、动态链接、方法返回地址、附加信息等。栈内存默认最大是1M，超出则抛出StackOverflowError。
4. 本地方法栈
和虚拟机栈功能类似，虚拟机栈是为虚拟机执行Java方法而准备的，本地方法栈是为虚拟机使用native本地方法而准备的。
虚拟机规范没有规定具体的实现，由不同的虚拟机厂商去实现。HotSpot虚拟机中虚拟机栈和本地方法栈的实现是一样的，同样，超出大小后也会抛出StackOverflowError。
5. 程序计数器
程序计数器记录当前线程执行字节码的位置，存储的是字节码指令地址，如果执行native方法，则计数器值为空。每个线程都在此有一个私有空间，占用内存空间很少。
CPU同一时间只会执行一条线程中的指令。多线程会轮流切换并分配CPU执行时间，线程切换后，需要通过程序计数器来恢复正确的执行位置。

Java程序运行原理

原文：https://www.cnblogs.com/tang-hao/p/10895591.html