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新手入門(mén)Jvm--jvm概覽

更新時(shí)間：2021年06月18日 16:52:14 作者：讓你跑39m哈哈

JVM是Java Virtual Machine（Java虛擬機(jī)）的縮寫(xiě)，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(lái)的計(jì)算機(jī)，是通過(guò)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(lái)實(shí)現(xiàn)的

1. 什么是Jvm

JVM是Java Virtual Machine（Java虛擬機(jī)）的縮寫(xiě)，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(lái)的計(jì)算機(jī)，是通過(guò)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(lái)實(shí)現(xiàn)的。

引入Java語(yǔ)言虛擬機(jī)后，Java語(yǔ)言在不同平臺(tái)上運(yùn)行時(shí)不需要重新編譯。Java語(yǔ)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(yǔ)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(kāi)始執(zhí)行保存在某字節(jié)碼文件中的指令。Java語(yǔ)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(duì)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(kāi)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(lèi)庫(kù)

Java虛擬機(jī)主要分為五大模塊：

類(lèi)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)

在這里插入圖片描述

2.2 Jvm體系結(jié)構(gòu)

在這里插入圖片描述 .

類(lèi)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(lèi)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(pán)上查找并通過(guò)IO讀入字節(jié)碼文件，使用到類(lèi)時(shí)才會(huì)加載，例如調(diào)用類(lèi)的

main()方法，new對(duì)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(lèi)的

java.lang.Class對(duì)象，作為方法區(qū)這個(gè)類(lèi)的各種數(shù)據(jù)的訪問(wèn)入口

驗(yàn)證：校驗(yàn)字節(jié)碼文件的正確性
準(zhǔn)備：給類(lèi)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(guò)程(類(lèi)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(duì)類(lèi)的靜態(tài)變量初始化為指定的值，執(zhí)行靜態(tài)代碼塊

:類(lèi)被加載到方法區(qū)中后主要包含運(yùn)行時(shí)常量池、類(lèi)型信息、字段信息、方法信息、類(lèi)加載器的引用、對(duì)應(yīng)class實(shí)例的引用等信息。類(lèi)加載器的引用：這個(gè)類(lèi)到類(lèi)加載器實(shí)例的引用對(duì)應(yīng)class實(shí)例的引用：類(lèi)加載器在加載類(lèi)信息放到方法區(qū)中后，會(huì)創(chuàng)建一個(gè)對(duì)應(yīng)的Class 類(lèi)型的對(duì)象實(shí)例放到堆(Heap)中, 作為開(kāi)發(fā)人員訪問(wèn)方法區(qū)中類(lèi)定義的入口和切入點(diǎn)。

3.2 類(lèi)加載器和雙親委派機(jī)制

上面的類(lèi)加載過(guò)程主要是通過(guò)類(lèi)加載器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，Java里有如下幾種類(lèi)加載器

引導(dǎo)類(lèi)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(lèi)庫(kù)，比如rt.jar、charsets.jar等
擴(kuò)展類(lèi)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(lèi)包
應(yīng)用程序類(lèi)加載器：負(fù)責(zé)加載ClassPath路徑下的類(lèi)包，主要就是加載你自己寫(xiě)的那些類(lèi)
自定義加載器：負(fù)責(zé)加載用戶自定義路徑下的類(lèi)包

3.3 類(lèi)加載器初始化過(guò)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(lèi)加載器，分別是 sun.misc.Launcher.ExtClassLoader(擴(kuò)展類(lèi)加載器)和sun.misc.Launcher.AppClassLoader(應(yīng)用類(lèi)加載器)。

JVM默認(rèn)使用Launcher的getClassLoader()方法返回的類(lèi)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(lèi)加載器是有親子層級(jí)結(jié)構(gòu)的，如下圖

在這里插入圖片描述

這里類(lèi)加載其實(shí)就有一個(gè)雙親委派機(jī)制，加載某個(gè)類(lèi)時(shí)會(huì)先委托父加載器尋找目標(biāo)類(lèi)，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(lèi)路徑下都找不到目標(biāo)類(lèi)，則在自己的類(lèi)加載路徑中查找并載入目標(biāo)類(lèi)。

雙親委派機(jī)制說(shuō)簡(jiǎn)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(xiě)的java.lang.String.class類(lèi)不會(huì)被加載，這樣便可以防止核心API庫(kù)被隨意篡改
避免類(lèi)的重復(fù)加載：當(dāng)父親已經(jīng)加載了該類(lèi)時(shí)，就沒(méi)有必要子ClassLoader再加載一次，保證被加載類(lèi)的唯一性