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# 整体实验结构

Java虚拟机（JVM）的内容其实是非常之多的，在实验中不可能做到面面俱到。我们设置的实验只是作为一个引导，希望在这个过程中能够帮助你掌握阅读JVM规范和阅读JDK源码的能力，以及帮助你掌握一定的debug、coding技巧。

{% hint style="info" %}
在阅读这篇之前建议先阅读 [《从计算机的视角看待JVM》](/jvm/mooc-minilab/view-of-computational-model.md)
{% endhint %}

那么我们到底在这门课上设计了一个怎么样的实验？

首先，我们大致可以把JVM的内容分成四个模块，所有的知识点都是围绕着他们来展开的。加载、线程、内存、执行，由于大家目前的专业知识还不足够，例如很多编译原理、操作系统、并发的知识都还没有掌握或者了解，为了让大家尽可能不受到这些因素的影响，我们把JVM中最关键的部分抽了出来。其中白色的代表我们实验中会涉及到的知识点，灰色则是同模块下的相关知识点。后者大部分都比较复杂困难，也都是相对前沿的研究热点。想要弄清楚灰色的部分，那首先必须对白色的部分有一个非常好的基础理解。

![](/files/-M8TSuXmuMNZaK_-60yG)

尽管列出来了这些知识点你依旧不知道整个框架是如何联系起来的？

整个实验框架中，我们模拟的是在java源文件编译成class文件**之后**，JVM执行class文件的过程。下面这张图从上到下用箭头表示了作业的顺序，而上下层级也意味着它们之间存在着一定的依赖，即后面部分需要依赖于前面部分的正确执行。

![](/files/-M8TScjQX-YXJ47MeZEm)

step0 命令行：提供了框架与用户交互的接口

step1 读文件：加载的第一步，这步完成之后就可以拿到要执行的目标文件

step2 解析：能够更方便地读取目标文件中的信息

step3 运行时环境：为执行目标文件提供了结构的基础，长生命周期的例如对象、类，短生命周期的例如局部变量等等都有了存储的空间

step4 类加载：往往一个class文件不能够解决所有问题，它还需要一些相关的class文件一起来协作解决。类加载为这种class文件之间的协作提供了基础

step5 指令集：执行目标文件就是将要完成的任务转换成一个指令序列，每一个独立的指令都是一个更小的任务，小任务的集合最终能够完成一个完整的任务

step6 方法调用：提供了切换线程栈上下文的基础(和Return类的语句一起实现了这个功能)

step7 解释执行：负责指令调度


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