JVM合集

序言：

1.什么是JVM？

• JVM就是将javac编译后的.class字节码文件翻译为操作系统能执行的机器指令
• 翻译过程：
  • 前端编译：生成.class文件就是前端编译
  • 后端编译：通过jvm解释（或即时编译或AOT）执行
• .class文件时跨平台的，jvm并不是跨平台的
• 通过javap进行反编译

2.java文件是怎么变成.class文件的？

属于前端编译

3..class文件解读

• 采用16进制
• magic、版本号、常量池（包括字面量、符号引用、接口、字段、方法等）、字段表集合、方法表集合
• 符号引用就是类信息、修饰符、名称等

4.类加载机制（JVM的类加载子系统）

• 所谓的类加载机制就是将class文件加载进内存，并对数据进行校验，转换解析和初始化，使得JVM可以直接使用。
• 如何加载进内存？
  • 常见的从本地系统加载
  • 动态代理
  • 从jar包加载
• 类加载过程
  • 装载：
    • 通过类全限定名获取类的二进制字节流！这个过程可以做拦截增强
    • 将字节流代表的静态存储结构转换为方法区的运行时数据结构
    • 在堆中生成java.lang.class对象，作为对方法区中这些数据的访问入口（defineClass方法生成）
  • 链接
    • 验证：格式验证、字节码验证：跳转验证、符号引用验证、元数据验证：语法。-Xverify:none 取消验证。穿插在整个过程中
    • 准备：为静态变量赋值，初始化成默认值。
      • 这里不包含final修饰的static，final修饰的static都在编译的时候就分配了
      • 不会为实例变量分配初始化，类变量在方法区中，实例变量随着对象在堆中（即在实例构造器方法中进行的）
    • 解析
      • 将符号引用（名称、描述符、全限定名啥的）转换成直接引用，直接指向目标的指针（方法区里的指向）
      • 对解析结果进行缓存
  • 初始化
    • 对比于准备阶段，这里是通过指定主观计划去初始化变量和其他资源。有点懒加载的味道，需要使用的时候才加载
    • 对类变量设置初始值的两种方式：
      • 直接声明
      • static代码块
    • 步骤
      • 先装载和链接本类
      • 然后初始化父类
      • 初始化自己
    • 什么时候加载（初始化）：（主动引用）
      • 创建实例；final在调用构造方法前就要弄好
      • 使用静态变量或者静态方法的时候
      • 调用子类父类也会初始化；
      • 标明启动类的类，或者像object和class类启动时候就加载了
      • 反射的时候
    • （被动引用）
      • 定义类数组不会初始化
      • 使用父类的静态变量，不会初始化
      • 使用static final不会初始化
  • 卸载：
    • 用完之后就卸载回收
    • 所有实例被回收，classloader被gc回收，class对象没有被任何地方引用

5.类加载器

•  类加载器：
  • 就是读取字节码，转换成java.lang.class类的一个实例的代码模块
  • 一个类在同一个类加载器中具有唯一性，不同类加载器是允许同名类存在的，类加载器不同，就不会是同一个类。
  • 分类：
    • Bootstrap classloader：负责java_home的所有class，核心类库
    • Platform classloader：负责一些扩展的包
    • Application classloader：classpath中指定的包
    • custom classloader：根据程序自定义类加载器
  • 为什么要分层？
    • 如果自己编写了一个String类，如果只有一个的话无法判定究竟要加载哪个。所以分层对信任级别进行划分
    • 即使打破了双亲委派也不能重写String，defineClass限制了限定类名不能以java开头，除非自己将二进制流转换成class对象
  • 三个特性：
    • 全盘负责：
      • 当一个类加载器加载某个class的时候，该class所依赖的和引用其他的class都由该类加载器负责载入。除非显式使用另一个类加载器
    • 父类委托（双亲委派）：
      • 首先传入类的全限定名
      • 为什么：实现带有优先级的层次关系
      • 从app层依次往上找是否加载过，然后又从上往下看谁能加载，最后还没有就抛异常。
      • 可以重写loadclass打破双亲委派
      • 打破：
        • SPI，JDK提供了一套接口，定义实现类，在META-INF/services中注册实现类的相关信息，比如JDBC的DriverManager
        • OSGI：热部署、热替换
        • 如果怕打破可以重写findclass方法
    • 缓存机制：
      • 加载过的class文件在内存中（方法区）缓存
      • 每一个类加载器都有自己的缓存
    • 打破父类委托：

      import java.io.IOException;
      import java.io.InputStream;public class CustomClassLoader extends ClassLoader {public CustomClassLoader(ClassLoader parent) {super(par