JVM合集

news2024/11/13 9:25:38

序言:

1.什么是JVM?

  • JVM就是将javac编译后的.class字节码文件翻译为操作系统能执行的机器指令
  • 翻译过程:
    • 前端编译:生成.class文件就是前端编译
    • 后端编译:通过jvm解释(或即时编译或AOT)执行
  • .class文件时跨平台的,jvm并不是跨平台的
  • 通过javap进行反编译

2.java文件是怎么变成.class文件的?

属于前端编译

3..class文件解读

  • 采用16进制
  • magic、版本号、常量池(包括字面量、符号引用、接口、字段、方法等)、字段表集合、方法表集合
  • 符号引用就是类信息、修饰符、名称等

4.类加载机制(JVM的类加载子系统)

  • 所谓的类加载机制就是将class文件加载进内存,并对数据进行校验,转换解析和初始化,使得JVM可以直接使用。
  • 如何加载进内存?
    • 常见的从本地系统加载
    • 动态代理
    • 从jar包加载
  • 类加载过程
    • 装载:
      • 通过类全限定名获取类的二进制字节流!这个过程可以做拦截增强
      • 字节流代表的静态存储结构转换为方法区的运行时数据结构
      • 在堆中生成java.lang.class对象,作为对方法区中这些数据的访问入口(defineClass方法生成
    • 链接
      • 验证:格式验证、字节码验证:跳转验证、符号引用验证、元数据验证:语法。-Xverify:none 取消验证。穿插在整个过程中
      • 准备:为静态变量赋值,初始化成默认值。
        • 这里不包含final修饰的static,final修饰的static都在编译的时候就分配了
        • 不会为实例变量分配初始化,类变量在方法区中,实例变量随着对象在堆中(即在实例构造器方法中进行的)
      • 解析
        • 将符号引用(名称、描述符、全限定名啥的)转换成直接引用,直接指向目标的指针(方法区里的指向)
        • 对解析结果进行缓存
    • 初始化
      • 对比于准备阶段,这里是通过指定主观计划去初始化变量和其他资源。有点懒加载的味道,需要使用的时候才加载
      • 对类变量设置初始值的两种方式:
        • 直接声明
        • static代码块
      • 步骤
        • 先装载和链接本类
        • 然后初始化父类
        • 初始化自己
      • 什么时候加载(初始化):(主动引用)
        • 创建实例;final在调用构造方法前就要弄好
        • 使用静态变量或者静态方法的时候
        • 调用子类父类也会初始化;
        • 标明启动类的类,或者像object和class类启动时候就加载了
        • 反射的时候
      • (被动引用)
        • 定义类数组不会初始化
        • 使用父类的静态变量,不会初始化
        • 使用static final不会初始化
    • 卸载:
      • 用完之后就卸载回收
      • 所有实例被回收,classloader被gc回收,class对象没有被任何地方引用

5.类加载器

  •  类加载器:
    • 就是读取字节码,转换成java.lang.class类的一个实例的代码模块
    • 一个类在同一个类加载器中具有唯一性,不同类加载器是允许同名类存在的,类加载器不同,就不会是同一个类。
    • 分类:
      • Bootstrap classloader:负责java_home的所有class,核心类库
      • Platform classloader:负责一些扩展的包
      • Application classloader:classpath中指定的包
      • custom classloader:根据程序自定义类加载器
    • 为什么要分层?
      • 如果自己编写了一个String类,如果只有一个的话无法判定究竟要加载哪个。所以分层对信任级别进行划分
      • 即使打破了双亲委派也不能重写String,defineClass限制了限定类名不能以java开头,除非自己将二进制流转换成class对象
    • 三个特性:
      • 全盘负责:
        • 当一个类加载器加载某个class的时候,该class所依赖的和引用其他的class都由该类加载器负责载入。除非显式使用另一个类加载器
      • 父类委托(双亲委派):
        • 首先传入类的全限定名
        • 为什么:实现带有优先级的层次关系
        • 从app层依次往上找是否加载过,然后又从上往下看谁能加载,最后还没有就抛异常。
        • 可以重写loadclass打破双亲委派
        • 打破:
          • SPI,JDK提供了一套接口,定义实现类,在META-INF/services中注册实现类的相关信息,比如JDBC的DriverManager
          • OSGI:热部署、热替换
          • 如果怕打破可以重写findclass方法
      • 缓存机制:
        • 加载过的class文件在内存中(方法区)缓存
        • 每一个类加载器都有自己的缓存
      • 打破父类委托:
        import java.io.IOException;
        import java.io.InputStream;
        
        public class CustomClassLoader extends ClassLoader {
            
            public CustomClassLoader(ClassLoader parent) {
                super(par

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