Java Virtual Machine（JVM）とは何ですか？どのように機(jī)能しますか？

Java仮想マシンを理解する

Java仮想マシン（JVM）は、Javaプラットフォームの重要なコンポーネントです。物理的な機(jī)械ではありません。代わりに、Java Bytecodeを?qū)g行する仮想コンピューターのソフトウェア実裝です。それを翻訳者および実行環(huán)境と考えてください。 JavaプログラマーはJavaでコードを書き込み、その後、プラットフォームに依存しない命令セットであるBytecodeにコンパイルされます。このバイトコードは、オペレーティングシステムによって直接理解されていません。このバイトコードを解釈して実行するのはJVMの仕事です。このバイトコードはプラットフォームに依存しています。つまり、同じ。クラスファイルが互換性のあるJVMを使用して任意のシステムで実行できます。検証（バイトコードの整合性の保証）やリンク（他のクラスへの參照の解決）などのタスクを?qū)g行します。多くのJVMは、Just-in-Time（JIT）コンピレーションも採(cǎi)用しています。ここでは、頻繁に実行されるバイトコードセクションが、より速い実行のためにネイティブマシンコードにコンパイルされます。これにより、純粋な解釈よりも大幅にパフォーマンスが向上します。

本質(zhì)的に、JVMはJavaコードと基礎(chǔ)となるオペレーティングシステムの間の仲介者として機(jī)能し、JVMの実裝でJavaプログラムが任意のプラットフォームで実行できるようにします。 jvm

JVMは、アプリケーション開発にいくつかの説得力のある利點(diǎn)を提供します：

• プラットフォームの獨(dú)立性（「一度書く、どこでも実行」）：これは間違いなく最も重要な利點(diǎn)です。 JVMは翻訳をプラットフォーム固有のマシンコードに処理しているため、Javaアプリケーションは、再コンパイルを必要とせずにJVM実裝を使用して任意のシステムで実行できます。この攜帯性は、多様な環(huán)境全體にアプリケーションを展開するために重要です。
• メモリ管理： JVMの自動(dòng)ゴミコレクションは、マニュアルメモリ管理の負(fù)擔(dān)から開発者を解放し、メモリリークのリスクを減らし、開発を簡(jiǎn)素化します。これにより、開発者は低レベルのメモリの詳細(xì)ではなくアプリケーションロジックに焦點(diǎn)を合わせることができます。
• 堅(jiān)牢性とセキュリティ： JVMには、バイトコード検証やアクセスコントロールなどのセキュリティ機(jī)能が組み込まれ、アプリケーションセキュリティを強(qiáng)化し、悪意のあるコード実行を防止します。その例外処理メカニズムは、予期しないエラーによるアプリケーションのクラッシュを防ぐのに役立ちます。
• 大規(guī)模なエコシステムとライブラリ： Javaは、ライブラリ、フレームワーク、ツールの広大なエコシステムを誇り、開発者に開発を容易に利用できるコンポーネントを提供します。この豊富なエコシステムは開発時(shí)間と労力を大幅に削減します。マルチコアプロセッサを活用するための同時(shí)および並列アプリケーション。ガベージコレクションは、主にヒープに焦點(diǎn)を當(dāng)てています。
• メソッド領(lǐng)域：クラスメタデータ、メソッドコード、および靜的変數(shù)を保存します。各スレッドには獨(dú)自のスタックがあります。
• PCレジスタ：各スレッドには、現(xiàn)在実行中の命令を指すプログラムカウンターがあります。アプリケーションが到達(dá)できなくなったオブジェクトで占められているメモリを回収するJVMの自動(dòng)プロセス。それぞれが獨(dú)自のトレードオフを備えたさまざまなガベージコレクションアルゴリズムが存在します：
  マークとスイープ：到達(dá)不可能なオブジェクト（プログラムのアクティブな部分によって參照されていないもの）を識(shí)別し、コピーを獲得します：ライブオブジェクトは1つのスペースにコピーされ、もう1つのスペースが再生されます。
• マークとコンパクト：マークとスイープに似ていますが、殘りのオブジェクトを識(shí)別して再生した後、メモリフラグメンテーションを減らすためにコンパクトになります。オブジェクトは、年齢と生存時(shí)間に基づいて、ある世代から次の世代へと宣伝されます。これにより、頻繁に収集される若いオブジェクトに焦點(diǎn)を當(dāng)てることにより、ゴミコレクションが最適化されます。

ゴミコレクターの選択は、アプリケーションのパフォーマンスに大きな影響を與えます。ゴミコレクターの調(diào)整は、アプリケーションの応答性とスループットを最適化するためにしばしば重要です。

アプリケーションのパフォーマンスを改善するための一般的なJVMチューニング手法は何ですか？一般的な手法には、次のものが含まれます。

• 適切なゴミコレクターを選択する：さまざまなガベージコレクター（例えば、シリアル、パラレル、CMS、G1、ZGCなど）は異なるパフォーマンス特性を持っています。アプリケーションのニーズに基づいて適切なガベージコレクターを選択することが重要です。たとえば、G1GCは多くの場(chǎng)合、大きなヒープを持つアプリケーションに適しています。ヒープが小さすぎると頻繁なゴミコレクションにつながる可能性がありますが、ヒープが大きすぎるとメモリの消費(fèi)が過(guò)剰になります。これらのオプションを調(diào)整する（例えば、階層型のコンパイルを有効にする）ことでパフォーマンスを向上させることができます。
• 監(jiān)視とプロファイリング： jconsole、visualvm、または商用プロファイラーなどのツールを使用して、JVMメトリックを監(jiān)視します（例えば、ガベージコレクション、メモリ使用量、CPU使用量など）、パフォーマンスのボットレネセクスの特定に役立ちます。プロファイリングツールは、過(guò)度のリソースを消費(fèi)する特定のコードセクションを特定するのに役立ちます。プロファイリング結(jié)果に基づいてこれらの引數(shù)を慎重に選択すると、パフォーマンスが大幅に向上します。
• ネイティブメモリトラッキング：ネイティブメモリ使用（JVM自體とネイティブライブラリが使用するメモリ）の理解と管理は、特に広範(fàn)なネイティブコードの相互作用を持つアプリケーションにとって重要です。 jcmd のようなツールは、ネイティブメモリの使用量を追跡するのに役立ちます。

効果的なJVMチューニングには、アプリケーションの特性とJVMの內(nèi)部ワーキングを深く理解する必要があります。実験と慎重な監(jiān)視は、特定のアプリケーションの最適な構(gòu)成を見つけるための鍵です。

以上がJava Virtual Machine（JVM）とは何ですか？それはどのように機(jī)能しますか？の詳細(xì)內(nèi)容です。詳細(xì)については、PHP 中國(guó)語(yǔ) Web サイトの他の関連記事を參照してください。