Chapter 2. The Structure of the Java Virtual Machine
Chương này mô tả cấu trúc tổng thể của Java Virtual Machine (JVM), bao gồm các thành phần chính và cách nó thực thi chương trình Java.
1️⃣ Các thành phần chính của JVM
JVM bao gồm các thành phần cốt lõi sau:
📌 1.1 Class Loader Subsystem (Hệ thống nạp lớp)
Nhiệm vụ: Tải và liên kết các tệp
.class(bytecode) vào bộ nhớ.Gồm các giai đoạn chính:
Loading (Tải lớp): Đọc bytecode từ tệp
.classhoặc từ nguồn khác.Linking (Liên kết lớp):
Verification (Xác minh): Kiểm tra xem bytecode có hợp lệ không.
Preparation (Chuẩn bị): Cấp phát bộ nhớ cho biến tĩnh.
Resolution (Giải quyết tham chiếu): Chuyển tham chiếu từ ký hiệu thành địa chỉ thực tế.
Initialization (Khởi tạo lớp): Chạy các khối
static {}và gán giá trị ban đầu.
📌 1.2 Runtime Data Areas (Khu vực dữ liệu trong thời gian chạy)
JVM quản lý bộ nhớ với các vùng sau:
📌 Method Area (Vùng lưu trữ metadata của lớp)
Lưu trữ thông tin về lớp, bao gồm tên lớp, tên phương thức, kiểu dữ liệu, và bytecode.
Chứa bảng hằng số (Constant Pool).
Chia sẻ giữa tất cả các luồng (threads).
📌 Heap (Bộ nhớ heap)
Dùng để cấp phát đối tượng (objects) và biến instance.
Được quản lý bởi Garbage Collector (GC).
📌 Java Stack (Ngăn xếp Java)
Mỗi luồng có một Stack riêng.
Mỗi Stack chứa nhiều Stack Frames, tương ứng với mỗi phương thức đang thực thi.
📌 PC Register (Thanh ghi bộ đếm chương trình)
Lưu địa chỉ lệnh đang thực thi trong mỗi luồng.
📌 Native Method Stack (Ngăn xếp phương thức gốc)
Chứa dữ liệu và lệnh thực thi của phương thức native (viết bằng C/C++).
📌 1.3 Execution Engine (Bộ máy thực thi)
Bộ phận chính:
Interpreter: Đọc và thực thi từng lệnh bytecode.
Just-In-Time (JIT) Compiler: Dịch bytecode thành mã máy để tăng hiệu suất.
Garbage Collector (GC): Giải phóng bộ nhớ của đối tượng không còn sử dụng.
📌 1.4 Native Interface (Giao diện Native)
Java Native Interface (JNI): Cho phép Java gọi các thư viện native (C/C++).
2️⃣ Quy trình thực thi một chương trình Java trong JVM
1️⃣ Viết mã nguồn: Bạn viết mã Java (.java).
2️⃣ Biên dịch: Trình biên dịch javac dịch mã nguồn thành bytecode (.class).
3️⃣ Nạp lớp: Class Loader nạp bytecode vào bộ nhớ.
4️⃣ Liên kết và khởi tạo: JVM liên kết và khởi tạo lớp.
5️⃣ Thực thi: Execution Engine thực thi bytecode.
3️⃣ Tóm tắt
JVM có các thành phần chính: Class Loader, Runtime Data Areas, Execution Engine, Native Interface.
Quản lý bộ nhớ thông qua Heap, Stack, Method Area, PC Register, Native Method Stack.
Dùng Interpreter và JIT Compiler để thực thi chương trình.
Last updated