Java - JVM

Concepto

• JVM (Java Virtual Machine)

  • Motor en tiempo de ejecución

  • Se utiliza para ejecutar aplicaciones Java

  • Actua como maquina virtual que permite que el código Java se ejecute en cualquier sistema para Java

    • WORA ( White Once Run EveryWhere)

Funcionamiento

• Cuando el compilador compila un archivo .java genera un archivo .class que contiene byte-code

  • Byte-code

    • Lenguaje intermedio más abstracto que el lenguaje máquina

    • Utilizado como archivo binario el cual contiene un programa ejecutable similar a un módulo objeto

    • Es un archivo binario producido por el compilador cuyo contenido es el código objeto o código máquina

Ejemplo de Byte-code

• Ejemplo visual simplificado del bytecode de Java

    Compiled from "Example.java"
    public class Example {
    public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
        0: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
        3: ldc           #3                  // String Hola, mundo!
        5: invokevirtual #4                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
        8: return
      }

• Muestra el bytecode para una clase llamada “Example” con un método estático “main” que imprime “Hola, mundo!” en la consola

• Cada línea de código bytecode comienza con un número y una instrucción

• Ejemplo

• “0: getstatic” indica que la instrucción en la posición 0 es “getstatic”

  • Se pueden incluir referencias a constantes o etiquetas como “#2” y “#3” que se resuelven durante la ejecución

• Esto es un ejemplo simplificado , el bytecode real generado por el compilador de Java más complejo

Ejemplo de Byte-code en formato Hexadecimal

• Cuando se compila este código el compilador Java genera el siguiente byte-code ( formato hexadecimal )

CA FE BA BE 00 00 00 34 00 1D 0A 00 06 00 0F 09
00 10 00 11 08 00 12 0A 00 13 00 14 07 00 15 07
00 16 01 00 06 3C 69 6E 69 74 3E 01 00 03 28 29
56 ...

• Este byte-code se almacena en un archivo .class y puede ser ejecutado por la JVM

• Este archivo .class pasa por varios pasos cuando se ejecuta

  • Estos pasos describen la arquitectura de la JVM

• JVM tiene varios subsistemas como el Java Class Loader el cual es responsable de cargar, enlazar e inicializar el archivo .class

  • Durante la incorporación del cargador de clases , lee el archivo .class que genera los datos binarios y los guarda en el área de métodos

  • Por cada archivo .class el JVM almacena la información como el nombre calificado de la clase cargada y su clase primaria inmediata

    • El archivo .class está relacionado con

      • Class

      • Interface

      • Enum

      • Con información sobre modificadores , variables y métodos

• Después de cargar el archivo .class la JVM crea un objeto de tipo Class para representar este archivo en la memoria heap

• Este objeto Class puede ser utilizado por el programador para obtener información de nivel de clase como nombre de clase , nombre principal, métodos e información de variable

  • Tiene un motor de ejecución (Execution Engine) que ejecuta el byte-code