虚拟机

java8API地址https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/

jvm8 地址https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/

一、类加载子系统

（一）类的加载过程

1.加载阶段（将类以二进制流形式加载到JVM方法区中生成Class对象。）

（1）通过一个类的全限定名获取定义此类的二进制字节流。

（2）将字节流所代表的静态存储结构转为方法区的运行时数据结构。

（3）在内存中生成代表此类的java.lang.Class对象，作为方法区中这个类的访问入口。

2.链接阶段

（1）验证（Verify）

**确保字节流文件信息符合虚拟机规范，**保证类加载准确性，有格式、元数据、字节码验证等。

（2） 准备（Prepare）

为类变量分配内存，初始化零值。（Static修饰的变量）

这里不包含final修饰的static，因为final修饰的会在编译时就分配了。准备阶段显示初始化。

类变量分配在方法区，实例变量随对象一起分配在堆内存。这里不会为实例变量分配初始化。

（3）解析（Resolve)

将常量池中的符号引用转为直接引用。

3. 初始化

执行类构造器方法()的过程。此方法不需要定义，时虚拟机视角下的。此时会给类变量显示赋值。

一个类只能被加载一次。会被同步加锁。

（二）类加载器的分类

1.虚拟机自带的加载器

启动类加载器 （Bootstrap Class Loader）

• 该类由c/c++实现。嵌套在jvm中。
• 用来加载java的核心类库，用于提供JVM自身需要的类。
• 并不继承java.lang.ClassLoader,没有父加载器。
• 只加载java、javax、sun等开头的类（核心类库）

应用程序类加载器（System Class Loader）

• java语言编写，由sun.misc.Launcher$AppClassLoader实现。

扩展类加载器(Extension Class Loader)

• java语言编写。

用户自定义类加载器

什么情况下使用

• 隔离加载类 不同框架整合在一起，中间件等，会存在类的冲突，使用该方式隔离框架之间、中间件之间隔离
• 防止源码泄露。

（三） 类的双亲委派机制

1. 工作原理

类加载器收到类加载请求，首先向上找其父类，直到找到引导类，看起是否可以加载，不能则从引导类往下的子类进行尝试。

这样做的目的是类的加载首先去java核心类库中找是否有，核心类库的优先级最高，依次往下。

2. 优势

• 避免类的重复加载。
• 保护程序安全性，防止核心API被篡改。
  • eg:自定义的java.lang.String 是不会被加载的。
  • eg：自定义的java.lang.Maotao 加载会报错。自己定义和核心类库的包名一致，为了保护引导类加载器，会抛出安全异常。

3. 沙箱安全机制

保证核心API源代码的保护，引导类加载器只加载核心API，不加载自定义的与核心API同名或同包名的API。

（四）其他

jvm中比较两个calss是否为同一类，存在两个必要条件：

• 类的完整类名必须一致，包括包名。
• 类的类加载器必须一致。

二、 运行时数据区

灰色的PC程序计数器、本地方法栈、虚拟机栈是属于线程私有的。

红色的方法区和堆是属于进程的，同一个进程内的线程共享该内存。

线程

线程是一个程序里的运行单元。JVM允许一个应用有多个线程并行执行。

在Hotspot中，java线程与操作系统的本地线程是有直接映射关系。一一对应。

（一）PC程序寄存器

作用: 用来存储指向下一条指令的地址。行号的表示。

生命周期 ： 线程私有，生命周期与线程一致。

执行：任何时间，一个线程只执行一个方法，程序计数器会保存当前正在执行方法的JVM指令地址。若执行本地方法则为空。

无OutMemoryError情况：Java虚拟机规范中唯一一个不会内存溢出的内存。