JVM概述及类加载器

JVM概述

JVM(Java Virtual Machine)主要任务就是负责将字节码装载到其内部，解释/编译为对应平台上的机器指令执行。
主要包含四大部分：类加载器、运行时数据区、本地方法接口、执行引擎。

程序在执行之前将Java代码转换为字节码（class文件），JVM通过类加载器将文件加载至运行时数据区，通过执行引擎将字节码翻译成底层系统指令再交由CPU执行，此过程需要调用本地库接口来实现程序功能。

类加载器（ClassLoader）

加载

通过类名（地址）获取此类的二进制字节流，在内存中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象。

链接

• 验证：验证字节码文件格式是否符合当前虚拟机支持的语法格式。
• 准备：为静态属性分配内存，并赋默认初始值。
• 解析：将字节码中符号引用换为直接引用。

初始化

• 通过new对象，创建类的实例
• 访问某个类或接口的静态变量，或者对该静态变量赋值
• 调用类的静态方法
• 反射Class.forName(“”)
• 初始化一个类的子类（会首先初始化子类的父类）

类的初始化顺序

• 父类static—>子类static----->父类构造方法----->子类构造方法

类的加载器分类

• 引导类加载器（Bootstrap ClassLoader：启动类加载器)

这个类加载器使用C/C++语言实现嵌套在JVM内部，它只加载存放在\lib的java核心类库。（null）

• 扩展类加载器（Extension ClassLoader ）

由java语言编写的，由sun.misc.Launcher$ExtClassLoader实现，从 JDK 系统安装目录的 jre/lib/ext 子目录(扩展目录)下加载类库，上层类加载器为引导类加载器。

• 应用程序类加载器（系统类加载器 Application ClassLoader)

由java语言编写，由sun.misc.Launcher$AppClassLoader实现；加载我们自己定义的类（class文件夹中），上层类加载器为扩展类加载器。

• 自定义类加载器（User-Defined ClassLoader)

tomcat中有加载器。

注：加载核心类时，通过是启动类加载器；自己创建类，通过应用程序类加载器。

双亲委派机制

• 如果一个类加载器收到类加载请求，它并不会自己先去加载，而是把这个请求委托给父类的加载器去执行。

• 如果父类加载器还存在父类加载器，则进一步向上委托，依次递归，请求最终将到达顶层的启动类加载器。

• 如果父类加载器可以完成类的加载任务，就成功返回，倘若父类加载器无法完成加载任务，子加载器才会尝试自己去加载，这就是双亲委派机制。

• 如果均加载失败，就会抛出ClassNotFoundException异常。

优点

• 安全，可避免用户自己编写的类动态替换 Java 的核心类，如 java.lang.String
• 避免全限定命名的类重复加载(使用了 findLoadClass()判断当前类是否已加载)

主动使用和被动使用

主动使用：需要初始化类

• 通过new关键字导致类的初始化
• 访问类的静态变量，包括读取和更新
• 访问类的静态方法
• 对某个类进行反射操作，会导致类的初始化
• 初始化子类会导致父类的初始化
• 执行该类的main函数

被动使用：不用初始化类

• 引用该类的静态常量，且已经指定字面量的常量

• 构造某个类的数组时不会导致该类的初始化

注：主动使用和被动使用的区别在于类是否会被初始化