指令集和解释器

Java虚拟机顾名思义，就是一台虚拟的机器，而字节码（bytecode）就是运行在这台虚拟机器上的机器码。

一、字节码指令

1.1 指令结构

字节码中存放编码后的 Java 虚拟机指令：

• 每条指令都以一个单字节的操作码（opcode）开头。

• 由于只使用一字节表示操作码，Java 虚拟机最多只能支持 256 条指令。

到第八版为止，Java 虚拟机规范已经定义了205条指令，操作码分别是0(0x00)到 202(0xCA)、254(0xFE)和 255(0xFF)。

运行时数据区

一、数据结构

在运行Java程序时，Java虚拟机需要使用内存来存放各式各样的数据。Java虚拟机规范把这些内存区域叫作运行时数据区。

运行时数据区可以分为两类：一类是多线程共享的，另一类则是线程私有的。

• 多线程共享的运行时数据区需要在Java虚拟机启动时创建好，在Java虚拟机退出时销毁
• 线程私有的运行时数据区则在创建线程时才创建，线程退出时销毁

解析class文件

Java 虚拟机规范中所指的 class 文件，并非特指位于磁盘中的 .class 文件，而是泛指任何格式符合规范的 class 数据。它实际上可以通过网络下载，从数据库加载，甚至是在运行中直接生成等方式来获取 class 文件。

• 构成 class 文件的基本数据单位是字节，可以把整个 class 文件当成一个字节流来处理
• 数据由连续多个字节构成，这些数据在 class 文件中以大端（big-endian）方式存储

为了描述 class 文件格式，Java 虚拟机规范定义了 u1、u2 和 u4 三种数据类型来表示1、2和4字节无符号整数。

查找class文件

加载允许一个类，必须把它相关的依赖类也加载进来，比如父类、成员类等。

Java虚拟机规范并没有规定去哪里寻找类，所以不同虚拟机可以采用不同的方法。

一、类加载路径

Oracle的Java虚拟机是根据类路径（classpath）来搜索类，按照搜索顺序可分为3类：

1. 启动类路径（bootstrasp classpath）：默认目录是 jre\lib，即Java标准库（大部分在rt.jar里）所在位置
2. 扩展类路径（extension classpath）：默认目录是 jre\lib\ext，即Java扩展机制的类所在位置
3. 用户类路径（user classpath）：默认当前目录，即自己实现的类、以及第三方类库所在位置

命令行工具

Java虚拟机启动时，需要指定类启动应用程序。

但是Java虚拟机规范中并没有明确规定，怎么指定类启动应用程序，也就是主类（包含main方法的类）。

Oracle的虚拟机实现是通过 java 命令来启动的，主类名由命令函参数指定。

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java [-options] class [args]
java [-options] -jar jarfile [args]
javaw [-options] class [args]
javaw [-options] -jar jarfile [args]