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前言

JVM是什么？

JVM的结构

认识类加载子系统（ClassLoader）

 加载（Loading）

 链接（Linking）

 初始化（Initialization）

问题思考

前言

        工作这么多年经常听到JVM这个东西，然而却一直没有好好去理解。因此本次来好好解读一下JVM。由于JVM的内容比较多所以将分为四个章节记录。而本篇是Java虚拟机的开篇，主要是初步认识一下JVM。

JVM是什么？

        Java虚拟机（Java virtual machine），是用来执行字节码文件指令的虚拟机。它可以让Java编译出来的文件在不同的操作系统上运行，这也就是所谓的跨平台运行。

JVM的结构

那么Java虚拟机到底长啥样呢？它有哪些内容？我们通过一张图来初步看看Java虚拟的结构。

1. ClassFiles：class文件
2. 类加载子系统：用于加载class文件的子系统。
3. 运行时数据区域：

         对象区域：存放对象结构的区域，比如常量池、成员变量、方法代码及方法数据。

         堆：运行时数据区域用于给对象分配空间。

         栈：Java存储栈框架；控制本地变量和部分结果，管理一部分方法的调用与返回。每创建一个线程都会开辟一个私有的虚拟栈空间

         本地方法栈：包含应用的所有本地方法。

         计数器：

     4. 执行引擎

        即时编译器：Just-In-time compiler。

        垃圾回收器：自动回收未引用的对象，核心模块，里面包含了垃圾回收器和垃圾回收算法。

     5. 本地方法接口：Java Native Interface（JNI)框架,提供调用其他语言（C/C++）实现的应用程序的接口。Java使用JNI实现与控制台及操作系统的交互功能。

     6. 本地方法库

认识类加载子系统（ClassLoader）

    首先看一下类加载子系统的生命周期，如下图：

   加载（Loading）

    工作原理是使用类加载器结合双亲委派机制将Class文件和Jar加载进来。

    类加载器有两种类型：

        1.JVM提供的bootstrap类加载器：

• 系统应用类加载器（appClassLoader）：主要加载当前应用的ClassPath
• 推展类加载器（extClassLoader）：主要加载%JAVA_HOME%/jre/lib/ext
• 启动类、根类加载器（BooststrapClassLoader）：主要加载%JAVA_HOME%/lib

public class ClassLoaderMain {

    public static void main(String[] args) {
        //自定义class
        DemoJvm demoJvm = new DemoJvm();
        //拓展目录class
        EncoderFactory factory = new EncoderFactory();
        //启动类class
        String string = new String("");
        //返回结果： sun.misc.Launcher$AppClassLoader
        System.out.println(demoJvm.getClass().getClassLoader().getClass().getName());
        //返回结果： sun.misc.Launcher$ExtClassLoader
        System.out.println(factory.getClass().getClassLoader().getClass().getName());
        //返回结果： null （根类加载器为null）
        System.out.println(string.getClass().getClassLoader());
    }
}

        2.用户自定义类加载器：用户自定义类加载器是一个继承了ClassLoader抽象类的对象。主要加载本地磁盘或网络的类。

     双亲委派机制

     双亲委派实质上就是上面所提及的4种类加载器在加载类之前不会立即由当前类加载器加载，而是先询问其上一层类加载器是否加载过对应类，若上层类加载器反馈当前类加载器没有加载过其需要加载的类，则当前类加载器才会向其所加载的目录寻找该类。 此过程是逐层往上询问的直至找到类否则返回ClassNotFoundException。通过以下流程可以了解双亲委派机制。

 链接（Linking）

        在加载阶段结束之后JVM就进入链接阶段。链接阶段其实是做了很多工作的，具体什么工作感兴趣的同学可以深究。此处简单说说几个主要工作。

        验证

        验证过程中JVM会检查class二进制文件是否符合JVM规范。

        准备

        准备阶段所作的工作是创建及初始化类或接口的静态变量。

        解析

        解析是从运行时常量池中的符号引用动态确定具体值的过程。比如类，字段及方法等解析（官方文档翻译，后续需重新理解）

 初始化（Initialization）

       初始化类或接口其中包括执行初始化方法。

注：若感兴趣想深入研究类加载器的内容可参考官方文档。[官网链接]

问题思考

如何创建自定义类加载器？

如何通过自定义类加载网络上的Class文件？

参考文章：

JVM | Java Virtual Machine - Javatpoint

Chapter 5. Loading, Linking, and Initializing

最后

以上就是称心彩虹为你收集整理的Java学习笔记之JVM（一）前言JVM是什么？JVM的结构认识类加载子系统（ClassLoader）问题思考的全部内容，希望文章能够帮你解决Java学习笔记之JVM（一）前言JVM是什么？JVM的结构认识类加载子系统（ClassLoader）问题思考所遇到的程序开发问题。

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