JVM包含哪几部分

JVM 主要由四大部分组成：ClassLoader（类加载器），Runtime Data Area（运行时数据区，内存分区），Execution Engine（执行引擎），Native Interface（本地库接口）

  • ClassLoader：负责加载字节码文件即 class 文件，class 文件在文件开头有特定的文件标示，并且 ClassLoader 只负责class 文件的加载，至于它是否可以运行，则由 Execution Engine 决定。
  • Runtime Data Area：是存放数据的，分为五部分：Stack（虚拟机栈），Heap（堆），Method Area（方法区），PC Register（程序计数器），Native Method Stack（本地方法栈）。
  • Execution Engine：执行引擎，也叫 Interpreter。Class 文件被加载后，会把指令和数据信息放入内存中，Execution Engine 则负责把这些命令解释给操作系统，即将 JVM 指令集翻译为操作系统指令集。
  • Native Interface：负责调用本地接口的。

JVM重要的类加载器？

JVM 中内置了三个重要的 类加载器

  • BootstrapClassLoader(启动类加载器) ：最顶层的加载类，由 C++实现，负责加载 JAVA_HOME/lib目录下的 jar 包和类或者被 -Xbootclasspath参数指定的路径中的所有类，并不继承自ClassLoader
  • ExtensionClassLoader(扩展类加载器) ：主要负责加载 JRE_HOME/lib/ext 目录下的 jar 包和类，或被 java.ext.dirs 系统变量所指定的路径下的 jar 包。
  • AppClassLoader(应用程序类加载器) ：程序中默认的加载器，负责加载当前应用 classpath 下的所有 jar 包和类。

image.png

如何自定义类加载器？

  1. 继承ClassLoader父类
  2. 要遵从双亲委派机制，重写findClass方法
  • 注意不是重写loadClass方法，否则不会走双亲委派机制

双亲委派模型机制

即在类加载的时候，系统会首先判断当前类是否被加载过。已经被加载的类将直接返回，
加载的时候，首先会把该请求委派给父类加载器的 loadClass() 处理，因此所有的请求最终都应该传送到顶层的启动类加载器 BootstrapClassLoader 中。当父类加载器无法处理时，向下尝试加载
image.png

双亲委派模型优点是什么：

  • 双亲委派模型避免了类的重复加载（JVM 区分不同类的方式不仅仅根据类名，相同的类文件被不同的类加载器加载产生的是两个不同的类）
  • 保护核心API安全

jvm类加载过程

系统加载 Class 类型的文件主要三步：加载->链接->初始化。

  • 连接过程又可分为三步：验证->准备->解析。

加载：

  • 根据全类名获取此类的二进制字节流
  • 将字节流所代表的静态存储结构转换为方法区的运行时数据结构
  • 在内存中生成一个代表该类的 Class 对象，作为方法区这些数据的访问入口

ps：如果这个类的父类未被加载，会先加载父类

链接

验证： 验证文件格式、元数据、字节码、符号引用是否满足规范等

准备： 准备阶段是正式为静态变量（实例变量并没有）分配内存并设置默认值的阶段。（如果是加了final关键字，在编译器就设置好了初始值），否则，是在“初始化”阶段进行赋值的

解析： 解析阶段是虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用（实际地址）的过程。

初始化：

  • 初始化阶段是执行初始化方法 ()方法的过程，是类加载的最后一步。
  • 这一步 JVM 才开始真正执行类中定义的 Java 程序代码(字节码)。