面试基础--JVM

一 类加载

　　classs文件是通过类的加载器装载到jvm中的

　　java默认的类加载器有三种: 

　　　　1.Bootstrap ClassLoader  启动类加载器：启动类加载器主要加载的是JVM自身需要的类，这个类加载使用C++语言实现的，是虚拟机自身的一部分，

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　它负责将 <JAVA_HOME>/lib路径下的核心类库或-Xbootclasspath参数指定的路径下的jar包加载到内存中，注意必由于虚拟机是按照文件名识别加载jar包的，如rt.jar，

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　如果文件名不被虚拟机识别，即使把jar包丢到lib目录下也是没有作用的(出于安全考虑，Bootstrap启动类加载器只加载包名为java、javax、sun等开头的类)

　　　　2.Extension ClassLoader 扩展类加载器：负责加载java平台中扩展功能的一些jar包，包括$JAVA_HOME中jre/lib/*.jar或-Djava.ext.dirs指定目录下的jar包

　　　　3.App ClassLoader 应用类加载器(系统加载器)：负责记载classpath中指定的jar包及目录中class

　　　　

　　

工作过程：

• 1、当AppClassLoader加载一个class时，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把类加载请求委派给父类加载器Extension ClassLoader去完成。
• 2、当Extension ClassLoader加载一个class时，它首先也不会自己去尝试加载这个类，而是把类加载请求委派给BootStrapClassLoader去完成。
• 3、如果BootStrapClassLoader加载失败（例如在$JAVA_HOME/jre/lib里未查找到该class），会使用Extension ClassLoader来尝试加载；
• 4、若Extension ClassLoader也加载失败，则会使用AppClassLoader来加载
• 5、如果AppClassLoader也加载失败，则会报出异常ClassNotFoundException

其实这就是所谓的双亲委派模型。简单来说：如果一个类加载器收到了类加载的请求，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把请求委托给父加载器去完成，依次向上。

好处：

• 防止内存中出现多份同样的字节码(安全性角度)

特别说明：

• 类加载器在成功加载某个类之后，会把得到的 java.lang.Class类的实例缓存起来。下次再请求加载该类的时候，类加载器会直接使用缓存的类的实例，而不会尝试再次加载。

类加载过程

　　

• 加载，查找并加载类的二进制数据，在Java堆中也创建一个java.lang.Class类的对象。
• 连接，连接又包含三块内容：验证、准备、初始化。
• 验证，文件格式、元数据、字节码、符号引用验证；
• 准备，为类的静态变量分配内存，并将其初始化为默认值；
• 解析，把类中的符号引用转换为直接引用
• 初始化，为类的静态变量赋予正确的初始值。

　　

二 JVM内存模型

• 堆：存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存
• 虚拟机栈：虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型：每个方法被执行的时候都会同时创建一个栈帧（Stack Frame）用于存储局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口等信息
• 本地方法栈：本地方法栈则是为虚拟机使用到的Native方法服务。
• 方法区：存储已被虚拟机加载的类元数据信息(元空间)
• 程序计数器：当前线程所执行的字节码的行号指示器

举例说明:

public class Java3yTest {
 
    public static void main(String[] args) {

        Java3y java3y = new Java3y();
 
        java3y.setName("Java3y");
 
        System.out.println(java3y);
    }
 
}

• 1、通过java.exe运行Java3yTest.class，随后被加载到JVM中，元空间存储着类的信息(包括类的名称、方法信息、字段信息..)。
• 2、然后JVM找到Java3yTest的主函数入口(main)，为main函数创建栈帧，开始执行main函数
• 3、main函数的第一条命令是Java3y java3y = new Java3y();就是让JVM创建一个Java3y对象，但是这时候方法区中没有Java3y类的信息，所以JVM马上加载Java3y类，把Java3y类的类型信息放到方法区中(元空间)
• 4、加载完Java3y类之后，Java虚拟机做的第一件事情就是在堆区中为一个新的Java3y实例分配内存, 然后调用构造函数初始化Java3y实例，这个Java3y实例持有着指向方法区的Java3y类的类型信息（其中包含有方法表，java动态绑定的底层实现）的引用
• 5、当使用java3y.setName("Java3y");的时候，JVM根据java3y引用找到Java3y对象，然后根据Java3y对象持有的引用定位到方法区中Java3y类的类型信息的方法表，获得setName()函数的字节码的地址
• 6、为setName()函数创建栈帧，开始运行setName()函数