Јава виртуелна машина (ЈВМ) је основна компонента Јава Рунтиме Енвиронмент (ЈРЕ) која омогућава Јава програмима да раде на било којој платформи без модификација. ЈВМ делује као тумач између Јава бајткода и основног хардвера који пружа чувену Јава-ину Врите Онце Рун Анивхере (ВОРА) могућност.

• Јава извор (.јава) -> компајлирао јавац -> бајт код (.цласс)
• ЈВМ учитава бајткод, потврђује да га повезује и затим га извршава
• Извршење може да укључује тумачење бајткода или коришћење Јуст-Ин-Тиме (ЈИТ) компилације за претварање врућег кода у изворни машински код ради перформанси
• Сакупљање смећа ради у позадини да поврати меморију од неискоришћених објеката

Архитектура ЈВМ

Слика испод показује архитектуру и кључне компоненте ЈВМ-а.

Компоненте ЈВМ архитектуре

Сада ћемо детаљно разговарати о свакој компоненти ЈВМ-а.

1. Подсистем утоваривача класа

Углавном је одговоран за три активности. 

1. Лоадинг

• Чита .цласс датотеке и складишти метаподатке класе у области метода.
• Креира објекат Цласс у хрпи који представља учитану класу.

class GFG{    static{    System.out.println('GFG class is loaded by the JVM!');  }  public void display(){    System.out.println('Method of GFG class is executed.');  } } public class Test{  public static void main(String[] args) throws Exception{    System.out.println('Main method started.');  // Loading the class explicitly using Class.forName()  Class.forName('GFG');  System.out.println('Class loaded successfully.');  // Creating object to execute method  GFG obj = new GFG();  obj.display();  } } 

Main method started. GFG class is loaded by the JVM! Class loaded successfully. Method of GFG class is executed. 

Напомена: За сваку напуњену .цласс само фајл један креиран је објекат класе.

2. Повезивање: Одговоран за припрему учитане класе за извршење. Укључује три корака:

• Верификација: Осигурава да бајт код прати ЈВМ правила и да је безбедан за извршавање.
• Припрема: Додељује меморију за статичке променљиве и додељује подразумеване вредности.
• Резолуција: Претвара симболичке референце у директне референце у меморији.

3. Иницијализација

• Додељује стварне вредности статичним променљивим.
• Извршава статичке блокове дефинисане у класи.

Типови утоваривача класа

• Боотстрап Цласс Лоадер: Учитава основне Јава класе (ЈАВА_ХОМЕ/либ).
• Учитавач класе екстензије: Учитава класе из директоријума екстензија (ЈАВА_ХОМЕ/јре/либ/ект).
• Учитавач класе система/апликације: Учитава класе из путање класе апликације.

// Java code to demonstrate Class Loader subsystem public class Geeks  {  public static void main(String[] args)  {  // String class is loaded by bootstrap loader and  // bootstrap loader is not Java object hence null  System.out.println(String.class.getClassLoader());  // Test class is loaded by Application loader  System.out.println(Geeks.class.getClassLoader());  } } 

null jdk.internal.loader.ClassLoaders$AppClassLoader@8bcc55f 

2. ЈВМ меморијске области

• Област методе: Чува информације на нивоу класе као што су име класе, променљиве метода родитељске класе и статички подаци. Дељено преко ЈВМ-а.
• Подручје гомиле: Чува све објекте. Дељено преко ЈВМ-а.
• Подручје стека: Свака нит има сопствени стек времена извршавања; складишти локалне променљиве позива метода у оквирима стека. Уништено када се нит заврши.
• ПЦ регистри: Задржите адресу инструкције која се тренутно извршава за сваку нит.
• Нативе Метход Стацкс: Свака нит има посебан стек за извршавање матичне методе.

3. Машина за извршење 

Извршни механизам извршава .класу (бајткод). Чита бајт код ред по ред користи податке и информације присутне у различитим меморијским подручјима и извршава инструкције. Може се класификовати у три дела:

нгинк

• тумач: Он тумачи бајткод ред по ред и затим га извршава. Недостатак је у томе што се један метод позива више пута сваки пут када је потребна интерпретација.
• Правовремени компајлер (ЈИТ): Користи се за повећање ефикасности преводиоца. Он компајлира цео бајт код и мења га у изворни код, тако да кад год тумач види поновљене позиве метода, ЈИТ обезбеђује директан изворни код за тај део тако да није потребна поновна интерпретација, чиме се побољшава ефикасност.
• Сакупљач смећа: Уништава нереференциране објекте. За више информација о сакупљачу смећа погледајте Гарбаге Цоллецтор .

4. Јава изворни интерфејс (ЈНИ)

То је интерфејс који је у интеракцији са библиотекама природних метода и обезбеђује изворне библиотеке (Ц Ц++) потребне за извршење. Омогућава ЈВМ-у да позива Ц/Ц++ библиотеке и да их позивају Ц/Ц++ библиотеке које могу бити специфичне за хардвер.

5. Библиотеке матичних метода

Ово су колекције изворних библиотека потребних за извршавање природних метода. Они укључују библиотеке написане на језицима као што су Ц и Ц++.