class文件加载到内存中时发生了什么?

    Java虚拟机的内存分为几大块:

    • 虚拟机栈(stack):存储局部变量。当变量为基本类型时,直接存储值;为引用类型时,存储指向堆中存储值的指针(地址)。
    • 堆(heap):存储引用类型的值。当变量为成员变量时,实际是被包装的类,亦存储于此。
    • 方法区:用于存储已被虚拟机加载的类型信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码缓存等数据。
    • 本地方法栈:与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的,其区别只是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法(也就是字节码)服务,而本地方法栈则是为虚拟机使用到的本地方法服务。
    • 程序计数器(PC寄存器):是一块较小的内存空间,可看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器、程序控制流的指示器,分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等基础功能都需要依赖这个计数器来完成。

    class文件加载到内存中时,步骤如下:
    image.jpeg

    1. 加载、链接和初始化类:
      • 加载(装载):通过双亲委托机制,将类通过相应的类加载器加载,并创建一个class对象
      • 链接:包括以下三个阶段
        • 验证:根据class字节码文件开头的十六进制码(魔数)CAFEBABE202034识别一个文件的生成语言和版本(34表示Java1.8),以确定是否能够运行;检查各个类之间的兼容性(比如final类没有子类);验证符号引用
        • 准备:为静态成员变量分配内存并设置初始值
        • 解析(可选):将能够确认的常量进行运算,并放到类型常量池中
      • 初始化(可选):执行类的静态代码;调用每个加载器的definedClass方法,但不执行
    2. 将类的信息放入方法区,包括:
      • 类的信息:类限定名、直接父类名、直接实现接口有序列表、修饰符等等
      • 运行时常量池:包含运行时使用的常量,如int a = 4 + 3;中的7;在字节码中被称为类型常量池
      • 非final类变量:static变量,final类变量放在常量池
    3. 创建对象时:加载过类后,便可以创建对象,创建的对象放入堆中。堆分为新生代(Minor)和老年代(Major/Full)两部分。新生代又分为Eden(伊甸)、S0(From)、S1(To)三个区,比例默认为8:1:1。大对象默认进入Major。经过15次(默认阈值)垃圾回收(GC)后,对象会进入Major。Major GC频率远小于Minor GC。每次Minor GC时,都能够回收大部分(约80%)内存,并将Eden中未被回收的对象放入S0,S0未被回收的放入S1。之后,S1和S0的名字会发生一次互换,以确保S1为空。调用代码System.gc();能够触发一次Major GC,但垃圾回收不一定能够成功,需要视情况而定。

    image.png

    1. class中的方法被调用时:当方法被调用时,不同线程的虚拟机栈会为方法创建栈帧。栈帧存储局部变量表、操作数栈、动态链接和返回地址。随着方法的执行,会经历一系列的压栈和弹栈,并通过执行引擎执行语句。
    2. 本地其它语言的方法被调用时:使用本地方法栈,使用方法和虚拟机栈类似。

    线程TODO