18.JVM

目录

1.编写源代码

2.JDK （Java Development Kit）

3.JRE(Java Runtime Environment)  Java运行时环境

4.JVM

1.类名

2.类文件放在哪？

13JVM按需加载类，那么何时加载一个类？

4.类文件是怎么来的？

5.类文件中的主要数据：

6.为什么要进行类的加载？

7.为什么类文件要按需加载，并且以类为单位加载？

8.类在内存中只会存在一份

9.类的加载过程

10.类的初始化会执行我们的哪些代码，顺序是什么？

11.类的数据被加载到内存的啥位置了？

12.默认类的加载器有哪些：

13.加载时，ClassLoader怎么知道一个类对应的类文件所在的位置？

14.如果加载时一个类不存在，会出现异常

5.类加载时常遇到的问题：双亲(parent)委派机制

6.java中的数据类型：

7.JVM的大体启动过程：控制权如何交到我们手中

8.垃圾回收

1.那么那些是GC的重点？

2.那么如何判断哪些对象是垃圾对象（不会再被使用的对象）

9.如何进行垃圾回收（内存空间的回收）

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学习JVM主要是学习java程序运行宁阶段是咋工作的，帮助我们更好地写程序。

1.编写源代码

源码数据一定要存储在某个介质上，并且希望是持久化的存储，所以一般般存在硬盘。

抽象成文件形式（一般以*.java结尾，称为java源文件）

程序 = 数据 +指令

 上述阶段，一般称为开发阶段。（需求分析、编码、编译、测试）

下面进入运行时阶段（Runtime Phase）

CPU无法直接和硬盘（IO设备）做直接的数据交换，我们应该怎么做？

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2.JDK （Java Development Kit）

用于给Java开发人员使用的小工具箱

里面放了：

提前准备好的程序(*.exe / *>dll)： 编译器、调试工具、运行时的分析工具

官方提供的所有人都可以使用的类文件：*.class

3.JRE(Java Runtime Environment)  Java运行时环境

用于给一般用户运行别人写好的Java程序的一组环境

 这些类不够用，锁把一些官方指定了标准，但按照JDK（JRE）不会安装的类称为JavaEE(Enterprise Edition 企业版)

打包时，只给普通用户使用，只打包*.class就够用了，不用打包EE的 *.class

类文件中的数据：类的基本属性、常量池、方法（方法的信息+指令）

ClassLoader要加载一个类，主要就是加载这些数据到内存中

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4.JVM

1.类名

1.权威类名：包名+类名称   mxj.demo.mxj

JVM内部：内部加载器+权威类名，确定一个类是否存在

2.默认情况下:  类加载器（ClassLoader）+权威类名

2.类文件放在哪？

硬盘中，以文件的形式出现最为常见

13JVM按需加载类，那么何时加载一个类？

实例化对象、访问静态属性、调用静态方法、子类用到父类

什么叫用到？

使用一个类，进行对象的实例化（构造对象时）

使用一个类时，会触发这个类的父类（“父类”:类的继承、接口的实现、接口的继承）

4.类文件是怎么来的？

经过编译器，将java源文件编译出来

5.类文件中的主要数据：

基本信息（静态属性）、方法（方法信息、指令（字节码））、常量

6.为什么要进行类的加载？

按照冯诺依曼体系，CPU无法直接读取硬盘的数据，需要先加载到内存中

7.为什么类文件要按需加载，并且以类为单位加载？

相对来说，节省内存空间，实现方便

8.类在内存中只会存在一份

9.类的加载过程

加载loading、链接Linking、初始化Initializing

10.类的初始化会执行我们的哪些代码，顺序是什么？

（1）属性的初始化赋值

（2）静态构造代码块

父类的初始化一定在子类之前完成

按照书写顺序

11.类的数据被加载到内存的啥位置了？

逻辑上，房子啊方法区。但不同的JVM实现，可以有进一步讨论空间

12.默认类的加载器有哪些：

不同的类，由不同的类加载

Boostrap ClassLoader（启动类加载器）:加载SE下的标准类（java.lang.String、java.util.List、

java.io.InputStream）

Extenttion ClassLoader（扩展类加载器）:加载SE下的扩展类（我们一般用不上）

Application ClassLoader（应用类加载器）：我们写的类、我们通过maven或者其他工具引入的第三方类

13.加载时，ClassLoader怎么知道一个类对应的类文件所在的位置？

启动、扩展类加载器根据固定位置找。

应用类加载器，根据class path的路径依次查找

14.如果加载时一个类不存在，会出现异常

（ClassNotFound、NoClassF...）

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5.类加载时常遇到的问题：双亲(parent)委派机制

默认的三个类加载器之间遵守的一个规范：

1.三个类加载器之间存在

2.ApplicationClassLoader需要类加载的时候，先委派给双亲去加载

如果parent加载成功这个类了，就不用再加载了，否则就自己去加载

3.目的是防止加载进来用户写好的恶意代码

前提知识点：一个类（A）用到其他类（BCD），则其他的这些类（BCD）的加载动作，默认是由当时加载A类的加载器来加载

面试重点：

假设有一个com.mxj.demo.Main用到了java.lang.String类还是java.lang.String?

         

 com.mxj.demo.Main类被哪个类加载器加载？  ApplicationClassLoader去加载

Main用到了java.lang.String  ,默认让  ApplicationClassLoader去加载

如果有双亲委派，ApplicationClassLoader优先让BootStrapClassLoader去加载rt.jar下的。所以，不会加载我们自己写的。

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6.java中的数据类型：

1.基本数据类型(Primitive Type):空间保存的是值，访问内存是一次性的

2.引用数据类型（Reference Type）:空间中保存的真实对象的线索（地址、其他信息）

                                                         访问内存至少两次

一、Java中的基本类型：

1.数值类型

       (1)整形 byte、char、int、long、

       (2)非整形  float、double

2.布尔类型

二、Java中的引用类型：

类、接口、数组、注解

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执行引擎：就是对CPU的模拟，所以CPU的工作与执行引擎相同

1.读取PC中保存的值（一般是地址）

2.根据PC的值，去内存中（方法区），读取一条指令（字节码）

3.执行具体的字节码

4.默认情况下，PC的值自动加一（语句自动执行下一条）

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7.JVM的大体启动过程：控制权如何交到我们手中

我们main方法的第一条语句（字节码）是如何被执行起来的

java.exe -classpath指定类的加载路径   启动类名称

java.exe  com.mxj.demo.Main   以这个类的main方法作为程序的启动入口

1.[OS]收集要启动进程的信息，程序是C:/Program Files/Java/jdk/bin/java.exe,参数是com.mxj.demo.Main

2.[OS]根据程序，启动进程，执行java.exe当时写的程序入口（C语言里的main函数）

3.[JVM]读取参数，找OS申请必要的内存（malloc）、创建必要的执行应用类和类加载器

4.[JVM]执行引擎，要求类加载器进行com.mxj.demo.Main类的加载

5.[JVM]创建主线程，把PC的值设成com.mxj.demo.Main类下的static main的第一条指令的地址

6.[JVM]开启执行引擎的指令执行循环，执行第一条语句

7.[Java App]开始我们代码的执行

8. .....直到所有前台线程

9.[JVM]进行必要资源的回收

10.[JVM]进程退出

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8.垃圾回收

有了GC（垃圾回收）之后，让开发人员只需要考虑什么时候需要一块内存，而不需要考虑什么内存不再被需要了。

逻辑上，把内存的使用权和所有权分离了，我们只享受一段内存的使用权，没有所有权。

好处：不需要考虑内存的释放问题

坏处：内存彻底和我们无缘

1.那么那些是GC的重点？

1.PC区域：一个PC和一个线程关联，只要线程活着，PC就一定需要

分配时机：创建一个新线程

回收时机：这个PC对应线程的最后一条指令执行结束之后

分配和回收的时机非常简单，不需要GC做过多的参与

2.栈区域：每个线程都有自己的栈，创建线程时为其分配栈空间。线程执行结束后回收栈空间

栈上栈帧的分配：当执行一个方法的调用时

回收栈帧：当该方法return时

分配和回收的时机非常简单，不需要GC做过多的参与

3.方法区（包含运行常量池）

分配：类的加载

回收：类的卸载

不需要GC做过多的参与

4.堆区（以对象为基本单位）

分配：实例化一个对象     时机非常明确：new 语句出现的时候

回收：该对象一定没有在被使用的时候

一个对象没有被使用，但是还没被回收。        可以接受，一部分内存被浪费了。

一个对象还在使用，但被回收了。                   不可接受，造成野指针（访问了错误的空间）

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2.那么如何判断哪些对象是垃圾对象（不会再被使用的对象）

1.引用指针法

 object.ref_count 何时增加，何时减少，关键就看引用的生命周期。

增加：每多一个引用指向该对象（进行了引用赋值），就要增加

减少：引用出现的位置

（1）栈帧中（局部变量），方法执行结束，引用声明周期消亡，ref_count--;

（2）出现在类中（静态属性），类被卸载时，引用生命周期消亡

（3）对象的死亡引起的连锁反应

          对象死亡，对象中的引用失效，导致该引用指向的对象的ref_Count--,可能引起其他对象继续死亡。

（4）引用还在，但指向其他对象了

9.如何进行垃圾回收（内存空间的回收）

对象的生命：每经历一次GC,对象的年龄+1

大部分情况下，只会进行新生带的GC。随着新生代GC的进行，会有越来越多的对象进入老年代。

由于老年代的GC成本较大，所以一般会尽量减少老年代GC

随着老年代GC对象越来越多，达到某个阈值，就会进行老年代GC

大部分情况下，老年代GC总是由于某次新生代GC引起的。所以，新生带GC发生时，一般也代表了整个GC。

如果对象本身很大，复制起来成本很高，一般直接进入老年代。

为啥15岁成年：

Hostpot内部实现对象时，用了4个bit来记录年龄，年龄就是0-15