Jvm 内存模型之二撩裙边/方法执行

在 Jvm 内存模型之初探花裙中我们已经大致了解了jvm内存的逻辑结构以及各个存储区域的作用。然而在迈向资深老司机的道路上，浅尝辄止可不行，撩起花裙加深印象才符合老司机的风格。接下来咱们可以一个java类文件来研究类执行过程中其各个部分如何与jvm内存逻辑模型的各个部分映射的。

public class HelloWorld implements Runnable {

private String[] aHeapStringArray = {"a"+"a"};

private static String aStaticString = "aa";

private final String aFinalString = "aa";

static {
System.out.println("hello world on load");
}

public void aVoidMethod(){
int aInt = 888;
System.out.println("hello world thread end");
}

@Override
public void run() {
aVoidMethod();
}

public static void main(String[] agr) throws InterruptedException {
int aInt = 888;
Thread thread = new Thread(new HelloWorld());
thread.start();
Thread.sleep(aInt);
System.out.println("main thread end");
}
}

这个类实现了Runnable 接口，共包含三个属性、三个方法、一个静态代码块。那么就从作为入口的main方法开始逐步分析。

第一步:在执行main方法之前，需要先载入HelloWorld的class文件

jvm会先去方法区查找是否存在HelloWorld类信息。

当jvm未查找到HelloWorld类的相关信息时会去classpath下找到HelloWorld的class文件并装载，将class文件的字节流结构化到方法区的存储空间中。

装载完成后，在链接时将class包含字面量”a”,”aa”,888,”hello world on load”,”hello world thread end”,”main thread end” 并将这些字面量存入常量池。可以注意到，程序中出现了多处”a”,”aa”,888等字面量，但是在常量池中每个字面量仅会存储一份。可简单理解为常量不重复。然后将代码中的字面量替换为引用。

链接完成后，类初始化过程开始，并执行class包含静态代码。调用系统函数输出”hello world on load”。至此class载入及初始化过程完成。

第二步:jvm调用main方法

jvm启动一个线程调用HelloWorld，即执行主线程。

根据main方法中的局部变量，例如int aInt 、Thread thread、返回值信息等生成栈帧并将栈帧压入虚拟机栈。

修改主线程的程序计数器数值，记录当前执行的字节码代码行号。（伴随着代码执行同步修改的，下文中不再说明）

调用Thread的构造方法，生成该方法的栈帧压栈。

调用HelloWorld的构造方法（由于HelloWorld没有构造方法，此处调用默认构造方法），生成此构造方法的栈帧并压入虚拟机栈（为了简化理解此处忽略了调用父类的构造方法过程，姑且任务此时处于栈顶）。

向堆内存申请一块内存区域存储HelloWorld的实例，实例中至少包含对于其他对象的引用（例如数组引用），类信息等。

执行完HelloWorld的构造方法后返回HelloWorld对象实例的引用， HelloWorld的栈构造方法的栈帧弹栈，并继续执行当前栈顶的Thread的构造方法。

Thread构造方法执行完毕，将此线程的对象存放在Thread thread的引用中。

将Thread的start方法入栈，执行start方法，启动hello world 线程。主线程程序计数器记录当前主线程代码执行位置。

若cpu切换至hello world 线程时，新增一个程序计数器，新增虚拟机栈，将run方法压栈，开始执行run方法。

若cpu切换回主线程，则主线程根据程序计数器记录的位置继续执行。

当主线程虚拟机栈的方法全部弹出时主线程执行完毕，hello world 线程同理。至此，方法执行完毕。

其实jvm执行类的细节远比上文描述中复杂，本文的目的仅仅是梳理类执行的过程与jvm内存模型中的各个部分关系。若需详细了解其执行细节，还需要进一步梳理。

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