「java运行模型图解」java程序的运行机制是怎样的?
今天给各位分享java运行模型图解的知识，其中也会对java程序的运行机制是怎样的?进行解释，如果能碰巧解决你现在面临的问题，别忘了关注本站，现在开始吧！
本文目录一览：
- 1、架构模型图怎么画java
- 2、Java 编程所使用的模型指的是什么？有哪些模型？
- 3、java的内存模型是怎么设计的
- 4、jvm中线程本地内存是真实存在的，还是一个抽象概念
- 5、java虚拟机工作原理？
- 6、java并发(1)线程模型
架构模型图怎么画java
软件架构是一种无法以简单的一维方式进行说明的复杂实体。
－Paul Clements 《软件架构编档》
正如上面提到的，不同的受众，比如用户、客户、开发人员、测试人员、运维人员，需要从各自工作的角度去理解和使用架构。所以回答这个问题，需要首先了解这幅架构图画出来是给谁看，你想从那个维度去入手。
确定了这个问题之后，再来了解架构视图有哪些维度和组成要素：
1. 架构视图
最经典的当属4+1视图：
逻辑视图
开发视图
过程视图
物理视图
场景视图
4+1视图提出后，业界也有其它的观点提出，诸如SEI(模块视图、组建和连接件视图、分配视图)、西门子4种视图（概念、模块、代码、执行视图）、以及RM-ODP(企业视图、信息视图、计算视图、工程师图）等。
常见的视图除了上述4+1视图外还包括：数据视图、安全视图、实现视图等。
2. 了解架构视图的四要素
图示化主要元素和元素之间的关系
具有明确的图例、定义和说明元素
每个元素具备明确的接口和行为规范
设计原理和设计决策的信息
3. 简单说一下几个视图针对的角色和维度：
逻辑视图一般针对客户、用户、业务人员、开发组织，主要从系统的功能元素、以及它们的接口、职责、交互维度入手。主要元素包括系统、子系统、功能模块、子功能模块、接口等。
开发视图一般针对开发和测试相关人员，主要描述系统如何开发实现；主要元素包括描述系统的分层、分区、框架、系统通用服务、业务通用服务、类和接口、系统平台和大基础框架。用途是知道开发设计和实现。
物理视图一般针对系统运维人员、集成人员，它是系统逻辑组件到物理节点的映射，节点与节点间的物理网络配置等，主要关注非功能性需求，诸如性能（吞吐量）、可伸缩性、可靠性，可用性等，从而得出相关的物理部署结构图。
4. 写在最后
了解这些，确定了你的受众和切入的维度后，你就可以决定你要用什么样的视图和视图组合来表达你的内容，挑选一个你得心应手的工具去实施就可以了。
在我看来，用白板和团队一起画出来是一件极美的好玩的事情。
Java 编程所使用的模型指的是什么？有哪些模型？
数据模型主要有三种：层次模型、网状模型和关系模型。其中，层次模型和网状模型统称为非关系模型，由此构成的数据库居于非关系数据库产品，目前较少使用，关系模型构成关系数据库，是当前数据库主流产品。
关系模型是通过满足一定条件的二维表来表示数据及其数据间联系的一种模型。
java的内存模型是怎么设计的
先来画一个简图，java内存模型可以这样分类：
主要作用，存放的类型：
堆：主要是用于存放对象。
栈：存放一个对象引用和基本数据类型、局部变量
静态变量区：存放static类型的变量或者成员变量、常量
代码区：书写的代码
下面看代码具体的说明：
package com.wyq.Memory;
public class Person {
public String name;//成员变量，存放在栈中
public static int age;//static类型的变量，存放在静态变量区
public static final String sex="女";//常量在常量池中
public Person(String name){
this.name=name;
}
public void walk(Person person){//传入一个person引用,存放在栈中
int step=5;//局部变量，基本数据类型，存放在栈中
System.out.println(person.name+"跑了"+step+"步");
}
public static void main(String[] args) {
Person person=new Person("楼主");//由构造器new一个person对象，存放在堆中
person.walk(person);
}
}
//整个代码在代码区中
jvm中线程本地内存是真实存在的，还是一个抽象概念
jvm内存模型：Java代码是运行在Java虚拟机之上的，由Java虚拟机通过解释执行(解释器)或编译执行(即时编译器)来完成，故Java内存模型，也就是指Java虚拟机的运行时内存模型。
运行时内存模型，分为线程私有和共享数据区两大类，其中线程私有的数据区包含程序计数器、虚拟机栈、本地方法区，所有线程共享的数据区包含Java堆、方法区，在方法区内有一个常量池。java运行时的内存模型图，如下：
从图中，可知内存分为线程私有和共享两大类：
（1）线程私有区，包含以下3类：
程序计数器，记录正在执行的虚拟机字节码的地址；
虚拟机栈：方法执行的内存区，每个方法执行时会在虚拟机栈中创建栈帧；
本地方法栈：虚拟机的Native方法执行的内存区；
（2）线程共享区，包含以下2类
Java堆：对象分配内存的区域；
方法区：存放类信息、常量、静态变量、编译器编译后的代码等数据；
常量池：存放编译器生成的各种字面量和符号引用，是方法区的一部分。
楼主提到的Java栈，一般而言是指图中的虚拟机栈，在代码中的方法调用过程中，往往需要从一个方法跳转到另一个方法，执行完再返回，那么在跳转之前需要在当前方法的基本信息压入栈中保存再跳转。
三、关于寄存器的问题
对于java最常用的虚拟机，sun公司提供的hotspot虚拟机，是基于栈的虚拟机;而对于android的虚拟机，则采用google提供的dalvik，art两种虚拟机，在android 5.0以后便默认采用art虚拟机，这是基于寄存器的虚拟机。 楼主问的是jvm（即java vm），这是基于栈的虚拟机。那么关于虚拟机栈，这块内存的内容，我们再进一步详细分析，如下图：
可以看到，在虚拟机栈有一帧帧的 栈帧组成，而栈帧包含局部变量表，操作栈等子项，那么线程在运行的时候，代码在运行时，是通过程序计数器不断执行下一条指令。真正指令运算等操作时通过控制操作栈的操作数入栈和出栈，将操作数在局部变量表和操作栈之间转移。
java虚拟机工作原理？
从宏观上介绍一下Java虚拟机的工作原理。从最初编写的Java源文件（.java文件）是如何一步步执行的，如下图所示，首先Java源文件经过前端编译器（javac或ECJ）将.java文件编译为Java字节码文件，然后JRE加载Java字节码文件，载入系统分配给JVM的内存区，然后执行引擎解释或编译类文件，再由即时编译器将字节码转化为机器码。主要介绍下图中的类加载器和运行时数据区两个部分。
（1）类加载指将类的字节码文件（.class）中的二进制数据读入内存，将其放在运行时数据区的方法区内，然后在堆上创建java.lang.Class对象，封装类在方法区内的数据结构。类加载的最终产品是位于堆中的类对象，类对象封装了类在方法区内的数据结构，并且向JAVA程序提供了访问方法区内数据结构的接口。如下是类加载器的层次关系图。
启动类加载器（BootstrapClassLoader）：在JVM运行时被创建，负责加载存放在JDK安装目录下的jre\lib的类文件，或者被-Xbootclasspath参数指定的路径中，并且能被虚拟机识别的类库（如rt.jar，所有的java.*开头的类均被Bootstrap ClassLoader加载）。启动类无法被JAVA程序直接引用。
扩展类加载器（Extension ClassLoader）：该类加载器负责加载JDK安装目录下的\jre\lib\ext的类，或者由java.ext.dirs系统变量指定路径中的所有类库，开发者也可以直接使用扩展类加载器。
应用程序类加载器（AppClassLoader）：负责加载用户类路径（Classpath）所指定的类，开发者可以直接使用该类加载器，如果应用程序中没有定义过自己的类加载器，该类加载器为默认的类加载器。
用户自定义类加载器（User ClassLoader）：JVM自带的类加载器是从本地文件系统加载标准的java class文件，而自定义的类加载器可以做到在执行非置信代码之前，自动验证数字签名，动态地创建符合用户特定需要的定制化构建类，从特定的场所（数据库、网络中）取得java class。
注意如上的类加载器并不是通过继承的方式实现的，而是通过组合的方式实现的。而JAVA虚拟机的加载模式是一种委派模式，如上图中的1-7步所示。下层的加载器能够看到上层加载器中的类，反之则不行。类加载器可以加载类但是不能卸载类。说了一大堆，还是感觉需要拿点代码说事。
首先先定义自己的类加载器MyClassLoader，继承自ClassLoader，并覆盖了父类的findClass(String name)方法，如下：
利用定义的类加载器加载指定的字节码文件，如通过MyClassLoader加载C:\\Users\\Administrator\\下的Test.class字节码文件，代码如下所示：
（2）运行时数据区
字节码的加载第一步，其后分别是认证、准备、解析、初始化，那么这些步骤又具体做了哪些工作，如下图所示：
（3）如下将介绍运行时数据区，主要分为方法区、Java堆、虚拟机栈、本地方法栈、程序计数器。其中方法区和Java堆一样，是各个线程共享的内存区域，而虚拟机栈、本地方法栈、程序计数器是线程私有的内存区。
Java堆：Java堆是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块，被进程的所有线程共享，在虚拟机启动时被创建。该区域的唯一目的就是存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存，随着JIT编译器的发展与逃逸分支技术逐渐成熟，栈上分配、标量替换等优化技术使得对象在堆上的分配内存变得不是那么“绝对”。Java堆是垃圾收集器管理的主要区域。由于现在的收集器基本都采用分代收集算法，所以Java堆中还可以分为老年代和新生代(Eden、From Survivor、To Survivor)。根据Java虚拟机规范，Java堆可以处于物理上不连续的内存空间，只要逻辑上连续即可。该区域的大小可以通过-Xmx和-Xms参数来扩展，如果堆中没有内存完成实例分配，并且堆也无法扩展，将会抛出OutOfMemoryError异常。
方法区：用于存储被Java虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。不同于Java堆的是，Java虚拟机规范对方法区的限制非常宽松，可以选择不实现垃圾收集。但并非数据进入了方法区就“永久”存在了，这区域内存回收目标主要是针对常量池的回收和对类型的卸载。如果该区域内存不足也会抛出OutOfMemoryError异常。
常量池：这个名词可能大家也经常见，是方法区的一部分。Class文件除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外，还有一项信息就是常量池，用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用。Java虚拟机运行期间，也可能将新的常量放入常量池（如String类的intern()方法）。
虚拟机栈：线程私有，生命周期与线程相同。虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型：每个方法在执行时都会创建一个栈帧用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每个方法从调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。如果请求的站深度大于虚拟机所允许的深度，将抛出StackOverflowError异常，虚拟机栈在动态扩展时如果无法申请到足够的内存，就会抛出OutOfMemoryError异常。
过最简单的一段代码解释一下，程序在运行时数据区个部分的变化情况。
（4）通过编译器将Test.java文件编译为Test.class，利用javap -verbose Test.class对编译后的字节码进行分析，如下图所示：
（5）看看运行时数据区的变化：
java并发(1)线程模型
程序并不能单独运行，只有将程序装载到内存中，系统为它分配资源才能运行，而这种执行的程序就称之为进程。程序和进程的区别就在于：程序是指令的集合，它是进程运行的静态描述文本；进程是程序的一次执行活动，属于动态概念
主要归咎于两点. 一个是由实现决定的,一个是由需求决定的.
线程由线程ID，程序计数器(PC）[用于指向内存中的程序指令]，寄存器集合[由于存放本地变量和临时变量]和堆栈[用于存放方法指令和方法参数等]组成。
以 Unix/Linux 的体系架构为例。
因为操作系统的资源是有限的，如果访问资源的操作过多，必然会消耗过多的资源，而且如果不对这些操作加以区分，很可能造成资源访问的冲突。所以，为了减少有限资源的访问和使用冲突，对不同的操作赋予不同的执行等级(有多大能力做多大的事)，用户态(User Mode)和内核态(Kernel Mode)。
运行于用户态的进程可以执行的操作和访问的资源都会受到极大的限制，而运行在内核态的进程则可以执行任何操作并且在资源的使用上没有限制。
并发 ：一个时间段内有很多的线程或进程在执行，但何时间点上都只有一个在执行，多个线程或进程争抢时间片轮流执行。
并行 ：一个时间段和时间点上都有多个线程或进程在执行。
线程有三种模型, 一对一,多对一,多对多.具体参考 一篇文章读懂Java多线程模型 , 这里只描述一对一的情况.
每个用户线程都映射到一个内核线程，每个线程都成为一个独立的调度单元，由内核调度器独立调度，一个线程的阻塞不会影响到其他线程，从而保障整个进程继续工作.
JVM 没有限定 Java 线程需要使用哪种线程模型来实现， JVM 只是封装了底层操作系统的差异，而不同的操作系统可能使用不同的线程模型，例如 Linux 和 windows 可能使用了一对一模型，solaris 和 unix 某些版本可能使用多对多模型。所以一谈到 Java 语言的多线程模型，需要针对具体 JVM 实现。
Sun JDK 1.2开始，线程模型都是基于操作系统原生线程模型来实现，它的 Window 版和 Linux 版都是使用系统的 1:1 的线程模型实现的。
关于java运行模型图解和java程序的运行机制是怎样的?的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。