1. 什么是Jvm

JVM是Java Virtual Machine（Java虛擬機(jī)）的縮寫，JVM是一種用于計(jì)算設(shè)備的規(guī)范，它是一個(gè)虛構(gòu)出來的計(jì)算機(jī)，是通過在實(shí)際的計(jì)算機(jī)上仿真模擬各種計(jì)算機(jī)功能來實(shí)現(xiàn)的。

引入Java語言虛擬機(jī)后，Java語言在不同平臺(tái)上運(yùn)行時(shí)不需要重新編譯。Java語言使用Java虛擬機(jī)屏蔽了與具體平臺(tái)相關(guān)的信息，使得Java語言編譯程序只需生成在Java虛擬機(jī)上運(yùn)行的目標(biāo)代碼（字節(jié)碼），就可以在多種平臺(tái)上不加修改地運(yùn)行。

Java虛擬機(jī)有自己完善的硬件架構(gòu)，如處理器、堆棧等，還具有相應(yīng)的指令系統(tǒng)。

Java虛擬機(jī)本質(zhì)上就是一個(gè)程序，當(dāng)它在命令行上啟動(dòng)的時(shí)候，就開始執(zhí)行保存在某字節(jié)碼文件中的指令。Java語言的可移植性正是建立在Java虛擬機(jī)的基礎(chǔ)上。任何平臺(tái)只要裝有針對于該平臺(tái)的Java虛擬機(jī)，字節(jié)碼文件（.class）就可以在該平臺(tái)上運(yùn)行。這就是“一次編譯，多次運(yùn)行”。

Java虛擬機(jī)不僅是一種跨平臺(tái)的軟件，而且是一種新的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算平臺(tái)。該平臺(tái)包括許多相關(guān)的技術(shù)，如符合開放接口標(biāo)準(zhǔn)的各種API、優(yōu)化技術(shù)等。Java技術(shù)使同一種應(yīng)用可以運(yùn)行在不同的平臺(tái)上。Java平臺(tái)可分為兩部分，即Java虛擬機(jī)（Java virtual machine，JVM）和Java API類庫

Java虛擬機(jī)主要分為五大模塊：

• 類裝載器子系統(tǒng)
• 運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)
• 執(zhí)行引擎
• 本地方法接口
• 垃圾收集模塊

2. Jvm組成

2.1 Jdk體系結(jié)構(gòu)

2.2 Jvm體系結(jié)構(gòu)

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類加載器線程共享區(qū)域 方法區(qū)堆 線程私有區(qū)域 虛擬機(jī)棧本地方法棧程序計(jì)數(shù)器

3. 類加載機(jī)制

3.1 流程

加載 >> 驗(yàn)證 >> 準(zhǔn)備 >> 解析 >> 初始化 >> 使用 >> 卸載

• 加載：在硬盤上查找并通過IO讀入字節(jié)碼文件，使用到類時(shí)才會(huì)加載，例如調(diào)用類的

main()方法，new對象等等，在加載階段會(huì)在內(nèi)存中生成一個(gè)代表這個(gè)類的

java.lang.Class對象，作為方法區(qū)這個(gè)類的各種數(shù)據(jù)的訪問入口

• 驗(yàn)證：校驗(yàn)字節(jié)碼文件的正確性
• 準(zhǔn)備：給類的靜態(tài)變量分配內(nèi)存，并賦予默認(rèn)值
• 解析：將符號(hào)引用替換為直接引用，該階段會(huì)把一些靜態(tài)方法(符號(hào)引用，比如main()方法)替換為指向數(shù)據(jù)所存內(nèi)存的指針或句柄等(直接引用)，這是所謂的靜態(tài)鏈接過程(類加載期間完成)，動(dòng)態(tài)鏈接是在程序運(yùn)行期間完成的將符號(hào)引用替換為直接引用，下節(jié)課會(huì)講到動(dòng)態(tài)鏈接
• 初始化：對類的靜態(tài)變量初始化為指定的值，執(zhí)行靜態(tài)代碼塊

:類被加載到方法區(qū)中后主要包含 運(yùn)行時(shí)常量池、類型信息、字段信息、方法信息、類加載器的引用、對應(yīng)class實(shí)例的引用等信息。類加載器的引用：這個(gè)類到類加載器實(shí)例的引用對應(yīng)class實(shí)例的引用：類加載器在加載類信息放到方法區(qū)中后，會(huì)創(chuàng)建一個(gè)對應(yīng)的Class 類型的對象實(shí)例放到堆(Heap)中, 作為開發(fā)人員訪問方法區(qū)中類定義的入口和切入點(diǎn)。

3.2 類加載器和雙親委派機(jī)制

上面的類加載過程主要是通過類加載器來實(shí)現(xiàn)的，Java里有如下幾種類加載器

• 引導(dǎo)類加載器：負(fù)責(zé)加載支撐JVM運(yùn)行的位于JRE的lib目錄下的核心類庫，比如rt.jar、charsets.jar等
• 擴(kuò)展類加載器：負(fù)責(zé)加載支撐JVM運(yùn)行的位于JRE的lib目錄下的ext擴(kuò)展目錄中的JAR類包
• 應(yīng)用程序類加載器：負(fù)責(zé)加載ClassPath路徑下的類包，主要就是加載你自己寫的那些類
• 自定義加載器：負(fù)責(zé)加載用戶自定義路徑下的類包

3.3 類加載器初始化過程

會(huì)創(chuàng)建JVM啟動(dòng)器實(shí)例sun.misc.Launcher。

sun.misc.Launcher初始化使用了單例模式設(shè)計(jì)，保證一個(gè)JVM虛擬機(jī)內(nèi)只有一個(gè) sun.misc.Launcher實(shí)例。

在Launcher構(gòu)造方法內(nèi)部，其創(chuàng)建了兩個(gè)類加載器，分別是 sun.misc.Launcher.ExtClassLoader(擴(kuò)展類加載器)和sun.misc.Launcher.AppClassLoader(應(yīng)用類加載器)。

JVM默認(rèn)使用Launcher的getClassLoader()方法返回的類加載器AppClassLoader的實(shí)例加載我們的應(yīng)用程序。

3.4 雙親委派機(jī)制

JVM類加載器是有親子層級結(jié)構(gòu)的，如下圖

這里類加載其實(shí)就有一個(gè)雙親委派機(jī)制，加載某個(gè)類時(shí)會(huì)先委托父加載器尋找目標(biāo)類，找不到再委托上層父加載器加載，如果所有父加載器在自己的加載類路徑下都找不到目標(biāo)類，則在自己的類加載路徑中查找并載入目標(biāo)類。

雙親委派機(jī)制說簡單點(diǎn)就是，先找父親加載，不行再由兒子自己加載

3.5 為什么要設(shè)計(jì)雙親委派機(jī)制？

• 沙箱安全機(jī)制：自己寫的java.lang.String.class類不會(huì)被加載，這樣便可以防止核心API庫被隨意篡改
• 避免類的重復(fù)加載：當(dāng)父親已經(jīng)加載了該類時(shí)，就沒有必要子ClassLoader再加載一次，保證被加載類的唯一性

3.6 全盤負(fù)責(zé)委托機(jī)制

“全盤負(fù)責(zé)”是指當(dāng)一個(gè)ClassLoder裝載一個(gè)類時(shí)，除非顯示的使用另外一個(gè)ClassLoder，該類所依賴及引用的類也由這個(gè)ClassLoder載入。

4. Jvm各區(qū)域串聯(lián)

5. 總結(jié)

看完本章，大概對Jvm和Jvm結(jié)構(gòu)有大概了解，下面將繼續(xù)深入Jvm，未完待續(xù)~！希望大家可以多多關(guān)注腳本之家的其他內(nèi)容！

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