JVM的相关知识

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JVM内存划分

类加载过程

类加载中的“双亲委派模型”

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JVM内存划分

JVM也就是java进程。这个进程一旦跑起来之后，就会从操作系统里，申请一大块内存空间。JVM接下来就要进一步的对这个大的空间进行划分。划分成不同区域，从而每个区域都有不同的功能作用。

具体如何划分的：

1、堆区    整个内存区域中，最大的区域。放的就是代码中new 出来的对象。类中的成员变量存储在堆上。

2、栈区   分为JVM虚拟机栈 和本地方法栈，都是保存了方法的调用关系。JVM虚拟机栈中存放的是java代码的调用关系。本地方法栈中存放的是针对JVM内部C++代码的调用关系。局部变量存储在栈区。

3、元数据区   （以前叫“方法区”，从java8改成了元数据区）放的是“类对象”。代码中写的每个类，在jvm上运行的时候，都会有对应的类对象。还放了方法相关的信息，类有一些方法，每个方法都代表了一系列的“指令集合”（JVM字节码指令）。

常量池：放的类中定义的常量。

4、程序计数器    是内存区域中最小的区域，只需要保存当前要执行的下一条指令（JVM字节码）的地址（这个地址就是元数据区里面的一个地址 ）。

基本原则：

一个对象在哪个区域，取决于对应变量的形态。

1）局部变量  栈上

2）成员变量  堆上

3）静态成员变量  方法区/元数据区

上述四个区域中，堆和元数据区，是整个进程只有一份。栈和程序计数器，是每个线程都有一份的。多个线程共享同一份数据，每个线程的局部变量，则不是共享的，每个线程都是有自己一份的。

类加载过程

一个java进程要跑起来，就需要把.java先变成.class文件（硬盘），加载到内存中，得到“类对象”。

类加载的几个环节：

1）加载：在硬盘上找到对应的.class文件，读取文件内容。

2）验证：检查.class里的内容，是否符合要求。

3）准备：给类对象，分配内存空间。（类加载最终要得到的就是类对象）会先把这个空间里的数据先全都填充成0。（此时，如果这个类有静态成员，值就是0）

4）解析：针对字符串常量来初始化。把.class文件中的常量的内容取出来，放到“元数据区”。

5）初始化：针对类对象初始化。（不是针对对象初始化，和构造方法无关）会给静态成员初始化。

此时类对象就加载完成了，后续代码就可以使用这个类对象，创建实例，或者使用里面的静态成员了。

类加载中的“双亲委派模型”

该模型出现在“加载”环节，根据代码中的“全限定类名”（包名+类名）找到对应的.class文件。

双亲委派模型描述了JVM加载.class文件过程中，找文件的过程。

  “类加载器”：在JVM中包含的一个特定的模块/类。这个类负责完成后续的类加载工作。

JVM中内置了3个类加载器，负责加载不同的类。

1）BootstrapClassLoader

负责加载标准库的类。

2) ExtentionClassLoader

负责加载JVM扩展库里面的类。

3) ApplicationClassLoader

负责加载第三方库的类和你自己写的代码的类。

从上至下三个类加载器依次为父子关系，BootstrapClassLoader为ExtentionClassLoader的父亲，此处的“父子关系”不是通过类的继承表示的（不是父类子类）。而是通过类加载器中存在一个“parent”这样的字段，指向自己的父亲。

双亲委派模型的工作过程：

例如，给定了一个类的全限定类名，比如java111.Test

此时加载过程如下：

1、工作从ApplicationClassLoader开始，ApplicationClassLoader并不会立即开始搜索第三方库的相关目录，而是把任务交给自己的父亲来进行处理。

2、工作就到了ExtentionClassLoader，也不会立即搜索负责的拓展库的目录，也是把任务交给自己的父亲来处理。

3、工作就到了BootstrapClassLoader，也想交给自己的父亲来处理，但是它的parent指向null，只能自己处理，BootstrapClassLoader尝试在标准库的路径中搜索上述类。如果这个类，在标准库中找到了，于是搜索过程就完成了，类加载器负责打开文件，读取文件等后续操作就行了。

如果没找到，任务还是要继续还给儿子来处理。

4、工作回到了ExtentionClassLoader，此时就要搜索扩展库对应的目录了。如果找到了，就由当前的类加载器负责打开文件，读取文件等后续操作。如果没找到，任务还是要继续交给儿子来处理。

5、工作又回到了ApplicationClassLoader，此时要搜索第三方库/用户项目代码的目录了。如果找到了，也是由当前的类加载器负责处理。如果没找到，任务还是要继续还给儿子来处理。此时，没有儿子了，还没找到，就会最终抛出一个ClassNotFoundException。

上述过程，主要为了应对这个场景：

比如你自己代码里写了一个类，类的名字和标准库/拓展库冲突了，JVM会确保加载的类是标准库的类（就不加载你自己写的类了）。

是否可以打破双亲委派模型？比如自己写个类加载器，是否必须按照上述的流程完成类的查找过程呢？

可以打破。但实际开发中一般不会自己实现。

以上，关于JVM，希望对你有所帮助。