Как работает jvm

JVM – что это? Как устроена виртуальная машина Java

Виртуальная машина Java («Java Virtual Machine» — JVM) — это основная часть платформы Java Runtime Environment (JRE), которая интерпретирует байт-код Java для запуска программ.

Одним из наиболее значительных преимуществ использования является использование JVM для запуска программы Java в любой операционной среде. В её основе реализуется принцип WORA (Write once, run anywhere — «написал один раз, запускай везде»), который сильно упростил процессы разработки.

Как правило, считается, что JVM имеет двойное определение — техническое и неформальное.

Техническое: JVM — это спецификация программы, которая обеспечивает среду выполнения кода Java.

Неофициальное: JVM запускает приложения Java, c помощью настроенных параметров для управления всеми программными ресурсами.

Что делает виртуальная машина Java

JVM выполняет две основные функции:

• позволяет запускать Java-программы на любом устройстве или в любой операционной системе;
• даёт доступ к управлению памятью программ и её оптимизации.

Поскольку JVM — это хорошо известная среда выполнения со стандартизированной конфигурацией, мониторингом и управлением, она естественным образом подходит для контейнерной разработки с использованием таких технологий, как Docker.

Роль Java Virtual Machine

Теперь давайте более подробно рассмотрим место виртуальной машины Java в выполняемых процессах.

Если вы внимательно посмотрите на схему, добавленную выше, то будет несложно догадаться, что JVM образует слой между операционной системой и программами Java.

Это означает, что скомпилированная Java-программа будет связываться с Java Virtual Machine, а JVM будет общаться с операционной системой, являясь своего рода посредником между скомпилированными файлами классов и операционной системой.

Файл .class и байт-код

Когда дело доходит до выполнения программы, главное, что интересует виртуальную машину Java — это определённый формат файла – .class.

Файлы классов содержат наполовину скомпилированный код, называемый байт-кодом, который в свою очередь предоставляет JVM инструкции, таблицу символов и другую вспомогательную информацию.

Архитектура виртуальной машины Java

Понять, что такое виртуальная машина Java, будет немного проще, если познакомиться с её архитектурой и тем, как она работает. Поэтому важно рассмотреть строение JVM и особенности её частей.

Java Virtual Machine состоит из трёх отдельных компонентов:

• загрузчик классов;
• область памяти;
• исполнительный механизм.

Загрузчики классов отвечают за динамическую загрузку файлов .class в виртуальную машину Java и сохранения байт-кода в области метода JVM, о которой мы поговорим чуть позже.

Загрузчик классов Java бывает трёх типов:

• BootStrap ClassLoader (Загрузчик классов начальной загрузки) — это машинный код, который запускает операцию, когда её вызывает JVM. Его задача — загрузить классы из папки rt.jar.
• Extension ClassLoader (Загрузчик классов расширений) является дочерним элементом Bootstrap ClassLoader и загружает расширения основных классов Java из каталога jre/lib/ext или любого другого каталога, на который указывает java.ext.dirs.
• System ClassLoader (Системный загрузчик классов) загружает классы, найденные в переменной среды CLASSPATH, -classpath или параметре командной строки -cp.

1. Область памяти

Область памяти или, как её ещё называют, область данных времени выполнения JVM состоит из 5 частей:

• Область метода предназначена для хранения данных файлов .class: например, метаданные, данные полей и методов, а также код метода. Область метода создаётся автоматически при запуске виртуальной машины, и для каждой ВМ существует только одна область метода.
• Область кучи. В куче хранятся все объекты и соответствующие им переменные экземпляра. Когда мы создаём новый экземпляр класса, он сразу же загружается в область кучи, которая остается единственной во время выполнения задачи.
• Область стека. В неё загружаются все локальные переменные, вызовы методов и частичные результаты.
• Регистры ПК. В регистре ПК хранится адреса виртуальных машин Java, выполняющих операцию в данный момент. В Java каждый поток получает свой собственный регистр ПК.
• Стеки нативных методов. Нативные методы — это методы, написанные на C или C++. Виртуальная машина JVM хранит стеки, которые поддерживают такие методы, с отдельным стеком собственных методов, выделенным для каждого потока.

1. Исполнительный механизм

Этот тип программного обеспечения используется для тестирования оборудования и программного обеспечения. При этом он не сохраняет никакой информации о тестируемом продукте.

• интерпретатора;
• JIT-компилятора;
• сборщика мусора.

Перед выполнением программы интерпретатор и компилятор JIT («Just-in-time» — «точно в нужное время») преобразуют байт-код в машинные инструкции. Интерпретатор делает это построчно.

В тот момент, когда в сценарии обнаруживается повторяющийся код, к нему подключается JIT-компилятор для ускорения операции. Затем он компилирует байт-код и заменяет его собственным кодом. Такой процесс повышает производительность всей системы.

Но за что же в таком случае отвечает сборщик мусора? В некоторых других языках программирования (таких как C++) освобождение памяти от объектов без циклических ссылок зависит лишь от самого программиста. Однако в JVM этим занимается сборщик мусора, что оптимизирует использование памяти.

Важно отметить, что сборка мусора выполняется в JVM автоматически через определённые отрезки времени и не требует отдельного внимания специалистов. Конечно, этот процесс можно попробовать принудительно запустить, вызвав System.gc(), но нет никакой гарантии, что это сработает.

Заключение

Несмотря на то, что виртуальная машина Java изначально предназначалась только для запуска и выполнения программ Java, на сегодняшний день она способна поддерживать многие языки сценариев и программирования, что лишь укрепило популярность данной платформы.

В этой статье мы познакомились с виртуальной машиной Java, её архитектурой и основными компонентами, а также поговорили о месте JVM в запрашиваемых системой операциях.

Внутренности JVM, Часть 1 — Загрузчик классов

В этой серии статей я расскажу о том, как работает Java Virtual Machine. Сегодня мы рассмотрим механизм загрузки классов в JVM.

Виртуальная машина Java — это сердце экосистемы Java-технологий. Она делает для Java-программ возможность реализации принципа «написано один раз, работает везде» (write once run everywhere). Как и другие виртуальные машины, JVM представляет собой абстрактный компьютер. Основная задача JVM — загружать class-файлы и выполнять содержащийся в них байт-код.

В состав JVM входят различные компоненты, такие как загрузчик классов (Classloader), сборщик мусора (Garbage Collector) (автоматическое управление памятью), интерпретатор, JIT-компилятор, компоненты управления потоками. В этой статье рассмотрим загрузчик классов (Class loader).

Загрузчик классов загружает class-файлы как для вашего приложения, так и для Java API. В виртуальную машину загружаются только те class-файлы Java API, которые действительно требуются при выполнении программы.

Байт-код выполняется подсистемой исполнения (execution engine).

Что такое загрузка классов?

Загрузка классов — это поиск и загрузка типов (классов и интерфейсов) динамически во время выполнения программы. Данные о типах находятся в бинарных class-файлах.

Этапы загрузки классов

Подсистема загрузчика классов отвечает не только за поиск и импорт бинарных данных класса. Она также выполняет проверку правильности импортируемых классов, выделяет и инициализирует память для переменных класса, помогает в разрешении символьных ссылок. Эти действия выполняются в следующем порядке:

• Загрузка (loading) — поиск и импорт бинарных данных для типа по его имени, создание класса или интерфейса из этого бинарного представления.
• Связывание, линковка (linking) — выполнение верификации, подготовки и, необязательного, разрешения:
  • Верификация (verification) — проверка корректности импортируемого типа.
  • Подготовка (preparation) — выделение памяти для статических переменных класса и инициализация памяти значениями по умолчанию.
  • Разрешение (resolution) — преобразование символьных ссылок типов в прямые ссылки.

  Примечание — загрузчик классов, помимо загрузки классов, также отвечает за поиск ресурсов. Ресурс — это некоторые данные (например, “.class” файл, данные конфигурации, изображения), которые идентифицируются с помощью абстрактного пути, разделенного символом «/». Ресурсы обычно упаковываются вместе с приложением или библиотекой для того, чтобы их можно было использовать в коде приложения или библиотеки.

  Механизм загрузки классов в Java

  Примечание переводчика — в данном разделе описано поведение для java < 9, в java 9+ произошли небольшие изменения, которые описаны ниже.

  В Java используется модель делегирования загрузки классов. Основная идея состоит в том, что у каждого загрузчика классов есть “родительский” загрузчик. Когда происходит загрузка класса, то загрузчик “делегирует” поиск класса своему родителю, перед тем как искать класс самостоятельно.

  Модель делегирования загрузчиков классов представляет собой граф загрузчиков, которые передают друг другу запросы на загрузку. Корнем в этом графе является bootstrap-загрузчик. Загрузчики классов создаются с одним родителем, которому они могут делегировать загрузку, и осуществляют поиск класса в следующих местах:

  • Кэш
  • Родитель
  • Сам загрузчик

  Класс загружается тем загрузчиком, который ближе всего к корню, поскольку право первому загрузить класс всегда предоставляется загрузчику-родителю. Это позволяет загрузчику видеть только классы, загруженные самостоятельно, его родителем или предками. Он не может видеть классы, загруженные дочерними загрузчиками.

  В Java SE Platform API исторически было определено два загрузчика классов:

  Bootstrap class loader (базовый, первичный загрузчик) — загружает классы из bootstrap classpath.

  System class loader (системный загрузчик) — родительский класс для новых загрузчиков классов и, как правило, загрузчик классов, используемый для загрузки и запуска приложения.

  Загрузчики классов JDK 9+

  Application class loader — обычно используется для загрузки классов приложения из classpath. Также это загрузчик по умолчанию для некоторых модулей JDK, которые содержат утилиты или экспортируют API утилит. (Примечание переводчика: например, jdk.jconsole , jdk.jshell и др)

  Platform class loader — загружает выбранные (на основе безопасности / разрешений) модули Java SE и JDK. Например, java.sql.

  Bootstrap class loader — загружает основные модули Java SE и JDK.

  Эти три встроенных загрузчика классов работают вместе следующим образом:

  • Application class loader сначала ищет именованные модули, определенные для всех встроенных загрузчиков. Если для одного из этих загрузчиков определен подходящий модуль, то этот загрузчик загружает класс. Если в именованном модуле, определенном для одного из этих загрузчиков, класс не найден, тогда application class loader делегирует его родителю. Если класс не найден родителем, то application class loader ищет его в classpath. Классы, найденные в classpath, загружаются как члены безымянного модуля этого загрузчика.
  • Platform class loader выполняет поиск именованных модулей, определенных для всех встроенных загрузчиков. Если подходящий модуль определен для одного из этих загрузчиков, тогда этот загрузчик загружает класс. Если в именованном модуле, определенном для одного из этих загрузчиков, класс не найден, тогда platform class loader делегирует его родителю.
  • Bootstrap class loader выполняет поиск именованных модулей, определенных для него самого. Если класс не найден в именованном модуле, определенном для bootstrap-загрузчика, тогда bootstrap-загрузчик ищет файлы и каталоги, добавленные в bootstrap classpath, с помощью параметра -Xbootclasspath/a (позволяет добавить файлы и каталоги к bootstrap classpath). Классы, найденные в bootstrap classpath, загружаются как члены безымянного модуля этого загрузчика.

  package ru.deft.homework; import java.sql.Date; public class BuiltInClassLoadersDemo < public static void main(String[] args) < BuiltInClassLoadersDemo demoObject = new BuiltInClassLoadersDemo(); ClassLoader applicationClassLoader = demoObject.getClass().getClassLoader(); printClassLoaderDetails(applicationClassLoader); // java.sql classes are loaded by platform classloader java.sql.Date now = new Date(System.currentTimeMillis()); ClassLoader platformClassLoder = now.getClass().getClassLoader(); printClassLoaderDetails(platformClassLoder); // java.lang classes are loaded by bootstrap classloader ClassLoader bootstrapClassLoder = args.getClass().getClassLoader(); printClassLoaderDetails(bootstrapClassLoder); >private static void printClassLoaderDetails(ClassLoader classLoader) < // bootstrap classloader is represented by null in JVM if (classLoader != null) < System.out.println("ClassLoader name : " + classLoader.getName()); System.out.println("ClassLoader class : " + classLoader.getClass().getName()); >else < System.out.println("Bootstrap classloader"); >> >

  Запустив этот код на установленном у меня Amazon Corretto 11.0.3, получим следующий результат:

  ClassLoader name : app ClassLoader class : jdk.internal.loader.ClassLoaders$AppClassLoader ClassLoader name : platform ClassLoader class : jdk.internal.loader.ClassLoaders$PlatformClassLoader Bootstrap classloader

  Как работает jvm

  Java virtual machine (JVM) — это программа, предназначенная для выполнения других программ. В ее основу заложена простая идея, которая всегда будет одним из величайших примеров кодирования в стиле «kung fu».

  Для чего используется JVM
  JVM имеет две основные функции:

  1. Позволяет запускать Java-приложения на любых устройствах или операционных системах (принцип — «Написал один раз, запускай везде»)
  2. Управляет и оптимизирует память, используемую приложением

  В 1995 году, когда Java появилась, все компьютерные программы были написаны под определенные операционные системы, и управлять памятью приходилось разработчику программного обеспечения. Так что появление JVM было революцией.

  

  Рисунок 1: Общее представление JVM
  Существует техническое определение JVM, а также его повседневная формулировка:

  • Техническое определение: JVM — это спецификация программного обеспечения, которое выполняет код и предоставляет среду выполнения для этого кода
  • Повседневная формулировка: JVM — это способ запуска наших Java-приложений. Мы настраиваем параметры JVM, а затем полагаемся на ее автоматическое управление ресурсами программы во время выполнения

  Когда разработчики говорят о JVM, обычно имеют в виду процесс, запущенный на устройстве, который предоставляет и контролирует использование ресурсов Java-приложения. Спецификация JVM описывает требования для разработки программы, которая выполняет эти задачи.

  Кто разрабатывает и поддерживает JVM?

  JVM активно используется и разрабатывается очень сильными программистами как корпоративное ПО, а так же как ПО с открытым кодом. Проект OpenJDK является потомком решений компании Sun Microsystems для open-source версии Java. Компания Oracle и другие продолжают развитие OpenJDK.

  Сборка мусора

  До Java память программы контролировалась программистом. В Java же памятью управляет виртуальная машина через процесс, называемый сборкой мусора, который непрерывно определяет и устраняет неиспользуемую память в программах. Сборка мусора происходит внутри работающей JVM.

  В ранний период Java подвергалась критике, так как не была «Close to the metal» как C++ и поэтому не была такой быстрой. Особенно спорным был процесс сборки мусора. С тех пор были предложены и использованы различные алгоритмы и подходы, которые значительно улучшили сборку мусора.

  Что значит “Close to the metal»?

  Выражение означает ручное управление (из кода) памятью операционной системы. В теории, программисты могут выжать больше производительности из своих программ, выделяя и освобождать память самостоятельно. Но в большинстве случаев делегирование управления памятью высокоточному процессу, такому как JVM, дает лучшую производительность и защищает от ошибок, нежели ручное управление.

  Три части JVM

  Глобально JVM состоит из трех частей: спецификация, реализация и экземпляр. Рассмотрим каждую из них.

  1. Спецификация JVM

  Первая часть JVM — спецификация в которой не определены детали реализации JVM, что обеспечивает максимальную свободу творчества при ее создании:

  «Для правильной реализации виртуальной машины Java, вам лишь необходимо уметь читать class-файлы и правильно выполнять указанные в нем операции»

  Себастьян Бах однажды писал о создании музыки похожим образом:
  «Все что вам нужно делать, это нажимать нужную клавишу в нужное время»

  Таким образом, все что JVM должна делать — это корректно запускать Java-программы. Звучит просто, но это колоссальная задача, особенно, если учитывать мощь и гибкость языка Java.

  JVM как виртуальная машина

  JVM – это виртуальная машина, которая запускает Java-программы в портативном режиме. Термин «Виртуальная машина» означает, что JVM является абстракцией фактической машины, такой как сервер, на которой работают программы. Независимо от операционной системы или технического обеспечения, JVM создает предсказуемую среду для запускаемых внутри нее программ.

  2. Реализация JVM

  Существует множество различных реализаций спецификации JVM как коммерческих, так и с открытым исходным кодом. JVM HotSpot от проекта OpenJDK является эталонной реализацией и содержит одну из наиболее тщательно проверенных в мире кодовых баз. HotSpot также является самой широко используемой JVM.

  Почти все лицензированные JVM созданы, как ответвление от OpenJDK и HotSpot JVM, включая лицензионный JDK от Oracle. Разработчики, создающие лицензированные продукты на основе OpenJDK, зачастую мотивируются желанием увеличить производительность для определенных операционных систем. Обычно пользователи загружают и устанавливают JVM, как часть среды выполнения Java (JRE).

  3. Экземпляр JVM

  После того как спецификация JVM реализована и выпущена, вы можете загрузить ее как приложение. Загруженная программа является экземпляром виртуальной машины.

  В большинстве случаев, говоря о JVM, имеют в виду экземпляр JVM, который работает в среде разработки. Вы можете сказать: «Привет Макс, сколько памяти использует JVM на этом сервере?» или «Я не могу поверить, я сделал зацикленный вызов, и переполнение стека сломало мою JVM. Ошибка новичка!»

  Что такое программная спецификация?

  Спецификация программного обеспечения – это читаемый человеком проектный документ, описывающий, как должна работать программная система. Цель спецификации – создать четкое описание и требования к коду для разработчиков.

  Загрузка и выполнение class-файлов в JVM

  Мы говорили о роли JVM в запуске Java-приложений, но как она выполняет свою функцию? При выполнении Java-приложений JVM зависит от загрузчика классов и механизма выполнения.

  Загрузчик классов в JVM

  Все в Java является классом, и все Java-приложения состоят из классов. Приложение может состоять из одного или тысячи классов. Для запуска приложения JVM должна загрузить скомпилированные .class-файлы в контекст, такой как сервер, где они будут доступны. JVM зависит от своего загрузчика класса во время выполнения этой функции.

  Загрузчик классов Java является частью JVM, которая загружает классы в память и делает их доступными для выполнения. Загрузчики классов используют технику ленивой загрузки (lazy-loading) и кэширования, чтобы сделать загрузку классов максимально эффективной.

  Любая виртуальная машина Java включает в себя загрузчик классов. Спецификация JVM описывает стандартные методы для запросов и управления загрузчиком во время работы, но за выполнение этих возможностей отвечает конкретная реализация JVM.

  Механизм выполнения в JVM
  Как только загрузчик классов выполнил свою работу, JVM начинает выполнять код каждого класса.

  Выполнение кода включает управление доступом к системным ресурсам. Механизм выполнения JVM стоит между работой программы, с ее запросами на файловые, сетевые ресурсы и ресурсы памяти, и операционной системой, которая обеспечивает эти ресурсы.

  

  Управление системными ресурсами
  Системные ресурсы могут быть разделены на две больших категории: память и все остальное.

  Вспомните, что JVM отвечает за очистку неиспользуемой памяти, а сборщик мусора — это механизм, который эту очистку осуществляет. JVM также отвечает за распределение и поддержание ссылочной структуры, которую разработчик принимает как должное. Например, при использовании ключевого слова new, механизм выполнения JVM осуществляет запрос к операционной системе на выделение памяти.

  Помимо памяти, механизм выполнения управляет ресурсами файловой системы и сети. Так как JVM может взаимодействовать с разными операционными системами, это задача не из легких. В дополнение к потребностям каждого приложения в ресурсах, механизм выполнения должен корректно работать с каждой операционной системой.

  Эволюция JVM: прошлое, настоящее, будущее

  В 1995 году JVM представила две революционных концепции, которые с тех пор стали стандартом в современной разработке: «Написал один раз, запускай везде» и автоматическое управление памятью. В то время совместимость ПО была смелой концепцией, но сейчас это незаменимое удобство. Точно так же, в то время разработчики должны были сами управлять программной памятью, нынешнее поколение живет с автоматической сборкой мусора.

  Изначально виртуальная машина Java предназначалась только для Java, но сегодня она может поддерживать разные скриптовые и другие языки программирования, включая Scala, Groovy и Kotlin. Глядя вперед, трудно увидеть будущее, в котором JVM не является заметной частью развития разработки программного обеспечения.

  Что такое JVM? Знакомство с виртуальной машиной Java

  

  Java virtual machine (JVM) — это программа, которая разработана для выполнения и запуска других программ на основе Java. В основе JVM лежит простая и гениальная идея, которая всегда останется одним из величайших примеров программирования в стиле кунг-фу. JVM может также использоваться для выполнения программ, написанных на других языках программирования. Подробно рассказываем, как работает JVM, для чего используется эта технология и почему она является одним из главных компонентов в платформе Java. Материал основан на статье Java-разработчика Matthew Tyson «What is the JVM? Introducing the Java Virtual Machine».

  • Для чего используется Java virtual machine
  • Кто разрабатывает и обслуживает JVM?
  • Сборка мусора
  • Три главные части JVM
    • Спецификация JVM
    • Реализация JVM
    • Экземпляр JVM
    • Загрузчик классов в JVM
    • Механизм выполнения в JVM

    Для чего используется Java virtual machine

    JVM имеет две основные функции:

    1. Позволяет запускать программы, написанные на Java, на любых устройствах или операционных системах. Так реализуется принцип Java — «Написал один раз, запускай везде».
    2. Управляет и оптимизирует память, которую используют программы.

    Во время выхода первой версии Java в 1995 году все программы писались для конкретной операционной системы, а памятью управлял разработчик программного обеспечения. Поэтому появление JVM стало революцией на рынке.

    Существует два основных определения JVM — техническое и повседневное:

    • Техническое определение: JVM — это софт, который выполняет код и предоставляет среду для его выполнения.
    • Повседневное определение: JVM — это способ запуска наших Java-приложений. Мы настраиваем параметры JVM, а потом полагаемся на ее автоматическое управление ресурсами во время выполнения.

    Когда разработчики говорят о JVM, обычно имеется в виду процесс, который выполняется на нашем устройстве, особенно на сервере — он управляет и контролирует использование ресурсов Java-приложения.

    Кто разрабатывает и обслуживает JVM?

    На сегодняшний день JVM массово используется и развивается в разных проектах — как коммерческих, так и Open Sourse. Например, существует проект OpenJDK, который представляет собой полностью совместимый Java Development Kit, состоящий исключительно из свободного и открытого исходного кода. При этом, несмотря на открытость кода этого проекта, его разработкой практически полностью занимается корпорация Oracle.

    Сборка мусора

    В Java памятью управляет JVM с помощью процесса, который называется сборкой мусора — он непрерывно определяет и удаляет неиспользуемую память в Java-приложениях. Сборка мусора происходит внутри работающей JVM.

    В начале существования Java подвергалась серьезной критике за то, что не была «Close to the metal» как C++, поэтому не была такой быстрой. Особенно спорным критики называли процесс сборки мусора. С тех пор были предложены и использованы различные алгоритмы и подходы, которые значительно улучшили и оптимизировали сборку мусора.

    Три главные части JVM

    JVM состоит из трех основных частей: спецификация, реализация и экземпляр. Рассмотрим каждую из них.

    Спецификация JVM

    Первая часть JVM — спецификация , которая до конца не определяет все детали реализации виртуальной машины. Это значит, что остается максимальная свобода творчества для разработчика, который работает с ней. Чтобы правильно реализовать виртуальную машину Java, вам нужно всего лишь уметь читать class-файлы и правильно выполнять указанные в них операции.

    Итак, все, что должна делать JVM — правильно запускать Java-программы. Это может показаться достаточно простым процессом, однако это очень масштабная задача, учитывая мощность и гибкость языка Java.

    Реализация JVM

    Реализация спецификации JVM приводит к созданию реальной программы, которая и является реализацией JVM. По сути, существует огромное количество реализаций спецификации JVM — как коммерческих, так и с открытым кодом.

    Экземпляр JVM

    После того, как спецификация JVM реализована и выпущена в качестве самостоятельной программы, вы можете загрузить ее как приложение. Эта загруженная программа является экземпляром виртуальной машины.

    Чаще всего, когда разработчики говорят о JVM, они имеют ввиду экземпляр JVM, который работает в среде разработки. Вы можете сказать: «Привет, сколько памяти использует JVM на этом сервере?» или «Я не могу поверить, что сделал зацикленный вызов, а переполнение стека сломало мою JVM. А ведь это просто ошибка новичка!»

    Загрузка и выполнение class-файлов в JVM

    Мы говорили о роли JVM в запуске Java-приложений, но как виртуальная машина выполняет свою функцию? Для запуска Java-приложений JVM зависит от загрузчика классов и механизма выполнения Java.

    Загрузчик классов в JVM

    Все в Java — классы, и все Java-приложения состоят из классов. Любое приложение может состоять из одного или многих тысяч классов. Чтобы запустить Java-приложение, JVM должна загрузить скомпилированные .class-файлы в контекст — например, в сервер, где они будут доступны. JVM зависит от своего загрузчика класса для корректного выполнения этой функции.

    Загрузчик классов Java является частью JVM — он загружает классы в память и делает их доступными для выполнения. Загрузчик классов использует технику ленивой загрузки (lazy-loading) и кэширование, чтобы сделать загрузку классов максимально эффективной. При этом использование таких методов считается достаточно простым процессом.

    Все виртуальные машины Java включают в себя загрузчики классов. Спецификация JVM описывает стандартные методы для запроса и управления загрузчиком во время работы, но за выполнение этих возможностей отвечает конкретная реализация JVM. С точки зрения разработчика, механизмы, лежащие в основе загрузчика классов, обычно представляют собой черный ящик.

    Механизм выполнения в JVM

    После того, как загрузчик классов завершил свою работу, JVM начинает выполнять код каждого класса. Механизм выполнения — компонент JVM, который обрабатывает функции, и он необходим для корректной работы любой виртуальной машины Java.

    Выполнение кода включает управление доступом к системным ресурсам. Механизм выполнения JVM находится между работой программы, с ее запросами на файловые, сетевые ресурсы и ресурсы памяти, и операционной системой, которая предоставляет эти ресурсы.

    Управление системными ресурсами

    Системные ресурсы могут быть разделены на две больших категории: память и все остальное.

    JVM отвечает за очистку неиспользуемой памяти, при этом сборщик мусора — это механизм, который и осуществляет этот процесс. JVM также отвечает за распределение и поддержание ссылочной структуры, которую любой разработчик принимает как само собой разумеющееся. Например, механизм выполнения JVM отвечает за то, что при использовании ключевого слова new происходит запрос к операционной системе на выделение памяти.

    Помимо памяти, механизм выполнения управляет ресурсами файловой системы и сети. Поскольку JVM совместима с различными операционными системами, то эта задача считается достаточно сложной. Помимо потребностей каждого приложения в ресурсах, механизм выполнения должен корректно работать с каждой операционной системой.

    Эволюция JVM: прошлое, настоящее, будущее

    В 1995 году разработчики JVM представили две революционные концепции, которые с тех пор стали стандартом в разработке: «Написал один раз, запускай везде» и автоматическое управление памятью. В то время совместимость софта была смелой концепцией, но сейчас это стало нормой. Точно так же, как современное поколение живет с автоматической сборкой мусора.

    Можно сказать, что если Джеймс Гослинг и Брендан Эйх изобрели современное программирование, то тысячи других разработчиков усовершенствовали и развили их идеи в последующие десятилетия. Изначально виртуальная машина Java предназначалась только для Java, но сегодня она эволюционировала до поддержки многих языков программирования, включая Scala, Groovy и Kotlin.

    Изучайте Java на Хекслете Вступайте в профессию и изучайте один из самых востребованных в энтерпрайзе языков программирования.

    Читать:

    Samsung s9 как отличить оригинал