JVM介绍

Posted 2021-11-21 小布丁value

JVM介绍

• 1.JVM基础知识
• 2.JRE/JDK/JVM介绍
• 3.JVM的生命周期
• • JVM的工作过程
  • JVM的工作过程
• 1、类加载子系统
• 2、运行时数据区域
• 3、执行引擎
• 类加载机制
• 1、类加载时机
• 2、类加载器

1.JVM基础知识

1.Java的跨平台性

JVM是用C/C++开发，编译生成机器码，不能快平台，不同的平台需要安装不同的JVM。
1.Java源码带编译会生成和平台无关的字节码.class文件，
2.Java工具会把同一的.class文件，加载到对应的JVM,又因为JVM是和这个系统对应的
实现了”一次编译、到处运行的目的
'实现跨平台是Java程序，不是JVM"

2.JRE/JDK/JVM介绍

JRE（Java Runtime Environment，Java运行环境）也称之为Java平台，所有的Java程序都在JRE下才能运行
JDK（Java Development Kit,Java开发工具包），程序开发过程中需要编译，调试java程序用到的工具包，JDK的工具包也是Java程序，也需要在JRE上运行，为了保证JDK的独立性和完整性，在JDK的安装过程中，JRE也是安装的一部分，所以，在JDK的安装目录下有一个jre目录，存放JRE文件
JVM（Java Virtual Machine）即Java虚拟机
是JRE的一部分 ，它是一个虚构出来的计算机，是通过在实际计算机上仿真模拟各种计算机功能类来实现的，JVM有自己完整的硬件结构，处理器，堆栈，寄存器等，还有相应的指令系统，Java语言最重要的特点就是跨平台运行，使用JVM就是为了支持与操作系统无关，实现跨平台。

3.JVM的生命周期

java虚拟机实例通过调用某个初始类来main方法来运行Java程序，main()必须是共有的（public）、静态的（static）、返回值为void，并且接收一个字符串数组作为参数，任何拥有面方法的类都可以作为Java程序的运行起点

当前mian方法程序执行结束，JVM实例也随之消亡

JVM的工作过程

Java代码如何执行的

JVM的工作过程

加载类的整个过程分成3个子系统：
类加载系统（ClassLoader SubSystem）
运行时数据区（RUntime Data Area）
执行引擎（Execution Engine）

1、类加载子系统

Java类状态过程包含三部分，装载、链接、初始化
装载：主要功能完成是类加载，通过BootStrap ClassLoader、Extension classLoader及Application ClassLoader加载器和双亲委派模型完成特定类加载
链接：
验证：字节码验证器将验证生成的字节码是否正确，如果验证失败，将得到验证失败提示
准备：对于所有静态变量，内存将分配内存空间并给定初始值
解析：所有的符号引用转化为方法区内的原始引用
初始化：
将静态变量赋予原始值

2、运行时数据区域

线程共享
方法区:类级别数据、静态编码 ，线程共享区域
堆区：创建对象及数组存储位置，线程共享区域
运行常量池
线程私有
虚拟机栈：线程私有区域
本地方法栈：存储是调用的额native的方法，线程私有区域
程序计数器：指示代码执行的位置，线程私有的区域

3、执行引擎

执行引擎将运行时数据区域存储的字节码交由执行引擎执行，执行引擎读取字节码并逐个执行
Object o = new Object（）；

类加载机制

Java中类加载是需要加载编译之后的.class的字节码文件，JVM虚拟机通过解释器能够将字节码解释为特定机器上的机器码
Java源代码 ->编译器->字节码->JVM->机器码

1、类加载时机

虚拟机规范中严格规定6种情况必须立即对类加载并初始化
● 创建对象实例，new 对象的时候，会对类初始化，前提是类没有被初始化过
● 通过class文件反射创建对象
● 调用类的静态属性或给静态属性赋值 XXXX.instance;
● 调用类的静态方法
● 虚拟机启动时被标识为启动的类：比如main方法所在类
● 初始化一个类的子类，使用子类的时候需要先初始化父类 super();
注：Java的类的加载是动态的，并不会一次性将所有的类全部加载后再执行，保证程序运行的基本类完全加载JVM中，至于其他类，在需要时在加载，可以节省内存

不会被加载的情况：
● 在同一个类记载其下面一个类只会被初始化一次，如果已经被初始化了就不必在被初始化
● 在编译是能确定下来的静态变量，不会对类进行初始化，比如final修饰的静态变量

2、类加载器

负责将字节码加载到内存

类加载器
JVM中提供了3种类记载器：各自职责：
BootStrap ClassLoader：负责加载jre/lib/rt.jar里所有的class，由C++实现的，不是ClassLoader的子类
Extension classLoader：负责加载扩展功能的jar包，指jre/lib/*.jar或者是-Djava.ext.dirs指定目录下的jar
Application ClassLoader：负责加载classpath中指定的jar及目录中的class

双亲委派模型的工作过程如下：
1、当前类加载器从自己已经加载的类中’查询是否此类已经加载’，如果已经加载则返回原来已经加载的类。
2、如果没有找到，就去’委托父类加载器去加载’父类加载器也会采用’同样的策略’，查看自己已经加载过的类中是否包含这个类，有就返回，没有’就委托其父类去加载’，直到委托到启动类加载器为止。因为如果父类加载器为空了，就代表使用’启动类加载器’作为父加载器去加载该类。（也就是看到的String类加载器为null）
3、如果’启动类加载器加载失败’，就会使用扩展类加载器来尝试加载，继续失败则会使用AppClassLoader来加载，继续失败就会抛出一个异常’ClassNotFoundException’.

双亲委派的好处：
1、避免类的重复加载
2、安全性，避免用户自己编写的类动态的替换Java的核心类。