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知乎上线半小时!5w访问量被下架的JVM详解笔记,内容太强大

Hello,今天给各位童鞋们分享的是JVM,赶紧拿出小本子记下来吧

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1. 什么是Jvm

JVM是Java Virtual Machine(Java虚拟机)的缩写,JVM是一种用于计算设备的规范,它是一个虚构出来的计算机,是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。

引入Java语言虚拟机后,Java语言在不同平台上运行时不需要重新编译。Java语言使用Java虚拟机屏蔽了与具体平台相关的信息,使得Java语言编译程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码(字节码),就可以在多种平台上不加修改地运行。

Java虚拟机有自己完善的硬件架构,如处理器、堆栈等,还具有相应的指令系统。

Java虚拟机本质上就是一个程序,当它在命令行上启动的时候,就开始执行保存在某字节码文件中的指令。Java语言的可移植性正是建立在Java虚拟机的基础上。任何平台只要装有针对于该平台的Java虚拟机,字节码文件(.class)就可以在该平台上运行。这就是“一次编译,多次运行”。

Java虚拟机不仅是一种跨平台的软件,而且是一种新的网络计算平台。该平台包括许多相关的技术,如符合开放接口标准的各种API、优化技术等。Java技术使同一种应用可以运行在不同的平台上。Java平台可分为两部分,即Java虚拟机(Java virtual machine,JVM)和Java API类库

Java虚拟机主要分为五大模块:

  • 类装载器子系统
  • 运行时数据区
  • 执行引擎
  • 本地方法接口
  • 垃圾收集模块

2. Jvm组成

2.1 Jdk体系结构

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2.2 Jvm体系结构

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  • 类加载器

  • 线程共享区域

  • 方法区

  • 线程私有区域

  • 虚拟机栈

  • 本地方法栈

  • 程序计数器

3. 类加载机制

3.1 流程

加载 >> 验证 >> 准备 >> 解析 >> 初始化 >> 使用 >> 卸载

加载:在硬盘上查找并通过IO读入字节码文件,使用到类时才会加载,例如调用类的main()方法,new对象等等,在加载阶段会在内存中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象,作为方法区这个类的各种数据的访问入口

验证:校验字节码文件的正确性

准备:给类的静态变量分配内存,并赋予默认值

解析:将符号引用替换为直接引用,该阶段会把一些静态方法(符号引用,比如main()方法)替换为指向数据所存内存的指针或句柄等(直接引用),这是所谓的静态链接过程(类加载期间完成),动态链接是在程序运行期间完成的将符号引用替换为直接引用

初始化:对类的静态变量初始化为指定的值,执行静态代码块

类被加载到方法区中后主要包含 运行时常量池、类型信息、字段信息、方法信息、类加载器的

引用、对应class实例的引用等信息。

类加载器的引用:这个类到类加载器实例的引用

对应class实例的引用:类加载器在加载类信息放到方法区中后,会创建一个对应的Class 类型的

对象实例放到堆(Heap)中, 作为开发人员访问方法区中类定义的入口和切入点。

3.2 类加载器和双亲委派机制

上面的类加载过程主要是通过类加载器来实现的,Java里有如下几种类加载器

引导类加载器:负责加载支撑JVM运行的位于JRE的lib目录下的核心类库,比如rt.jar、charsets.jar等

扩展类加载器:负责加载支撑JVM运行的位于JRE的lib目录下的ext扩展目录中的JAR类包

应用程序类加载器:负责加载ClassPath路径下的类包,主要就是加载你自己写的那些类

自定义加载器:负责加载用户自定义路径下的类包

3.3 类加载器初始化过程

会创建JVM启动器实例sun.misc.Launcher。

sun.misc.Launcher初始化使用了单例模式设计,保证一个JVM虚拟机内只有一个sun.misc.Launcher实例。

在Launcher构造方法内部,其创建了两个类加载器,分别是sun.misc.Launcher.ExtClassLoader(扩展类加载器)和sun.misc.Launcher.AppClassLoader(应用类加载器)。

JVM默认使用Launcher的getClassLoader()方法返回的类加载器AppClassLoader的实例加载我们的应用程序。

3.4 双亲委派机制

JVM类加载器是有亲子层级结构的,如下图

image.png 这里类加载其实就有一个双亲委派机制,加载某个类时会先委托父加载器寻找目标类,找不到再委托上层父加载器加载,如果所有父加载器在自己的加载类路径下都找不到目标类,则在自己的类加载路径中查找并载入目标类。

双亲委派机制说简单点就是,先找父亲加载,不行再由儿子自己加载

3.5 为什么要设计双亲委派机制?

  • 沙箱安全机制:自己写的java.lang.String.class类不会被加载,这样便可以防止核心API库被随意篡改
  • 避免类的重复加载:当父亲已经加载了该类时,就没有必要子ClassLoader再加载一次,保证被加载类的唯一性

3.6 全盘负责委托机制

“全盘负责”是指当一个ClassLoder装载一个类时,除非显示的使用另外一个ClassLoder,该类所依赖及引用的类也由这个ClassLoder载入。

4. Jvm各区域串联

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5. 小结

看完本章,大概对Jvm和Jvm结构有大概了解,希望能够帮助到屏幕前迷茫的你们

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