JAVA虚拟机----JVM

(一)认识JVM

JVM 是 Java Virtual Machine 的简称，意为 Java虚拟机。
虚拟机是指通过软件模拟的具有完整硬件功能的、运⾏在⼀个完全隔离的环境中的完整计算机系统。
常⻅的虚拟机：JVM、VMwave、Virtual Box。

（二）JVM运行流程

程序在执行前要把java代码转为.class文件，JVM首先要将.class文件通过类加载器加载到运行时数据区，但是.class文件不可以直接给底层操作系统执行，需要特定的解析器将字节码翻译成底层系统指令再给CPU去执行，这个过程需要调用其他语言的接口---本地库接口

（三）JVM的内分划分

JVM的内存由五部分组成：

1.堆

堆用来存储我们new出来的对象，并且堆是所有线程共享的

堆里面分为两个区域：新生代和老生代，新生代存放新建的对象，当个经过数次GC后还存活的对象会放入老生代，具体我们会在JVM垃圾回收机制中说明

2.栈

栈分为两种，一种时虚拟机栈，一种是本地方法栈，栈是线程私有的，每个线程都有自己的虚拟机栈，且生命周期和线程是相同的。

栈具体描述的是JAVA方法执行的内存模型，每个方法在执行时都会创建一个栈帧，用来存储局部变量等信息

java虚拟机中的栈叫虚拟机栈，本地方法的栈叫本地方法栈

3.程序计数器

程序计数器也是线程私有的，用来存放下一条指令的地址，如果当前线程正在执⾏的是⼀个Java⽅法，这个计数器记录的是正在执⾏的虚拟机字节码指令的地址；如果正在执⾏的是⼀个Native⽅法，这个计数器值为空。

4.元数据区（方法区）

用来存储虚拟机加载的类信息，常量和静态变量等数据的

JDK 1.8 元空间的变化
1. 对于 HotSpot 来说，JDK 8 元空间的内存属于本地内存，这样元空间的⼤⼩就不在受 JVM 最内
存的参数影响了，⽽是与本地内存的⼤⼩有关。
2. JDK 8 中将字符串常量池移动到了堆中。运⾏时常量池
运⾏时常量池是⽅法区的⼀部分，存放字⾯量与符号引⽤。
字⾯量 : 字符串(JDK 8 移动到堆中) 、final常量、基本数据类型的值。
符号引⽤ : 类和结构的完全限定名、字段的名称和描述符、⽅法的名称和描述符。

（四）JVM的类加载机制

对于一个类来说，我们需要经过加载->验证->准备->解析->初始化这五个步骤

接下来我们看看具体每个步骤要如何执行内容

1.加载

加载阶段是整个类加载中的一个过程，我们需要在这个阶段完成：

1）通过⼀个类的全限定名来获取定义此类的⼆进制字节流。
2）将这个字节流所代表的静态存储结构转化为⽅法区的运⾏时数据结构。
3）在内存中⽣成⼀个代表这个类的java.lang.Class对象，作为⽅法区这个类的各种数据的访问⼊。

2.验证

我们加载阶段生成了一个.class文件，我们要确保这个.class文件是正确的，包含的信息符合我们的要求，验证就是为了确保.class文件正确性的，我们需要验证：文件格式，字节码，符号引用等。

3.准备

准备是为类中定义的2变量分配内存并且设置类变量的初始值的，我们定义了变量在这个阶段，还没有被赋值，只有初始值，我们这时候看，就全为0

4.解析

解析阶段是 Java 虚拟机将常量池内的符号引⽤替换为直接引⽤的过程，也就是初始化常量的过程

5.初始化

初始化阶段，我们JVM才开始真正执行类中编写的程序代码，将主导权交给程序

双亲委派模型

自从JDK1.2以来，java就一直保持三层类加载器，双亲委派的类加载架构器

那我们来说一下他的工作过程：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，⽽是把这个请求委派给⽗类加载器去完成，每⼀个层次的类加载器都是如此，因此所有的加载请求最终都应该传送到最顶层的启动类加载器中，只有当⽗加载器反馈⾃⼰⽆法完成这个加载请求（它的搜索范围中没有找到所需的类）时，⼦加载器才会尝试⾃⼰去完成加载。

由上到下我们查找的顺序是：先去标准库下查找，查找不到再去扩展库中查找，如果仍然查不到就会去第三方库或者我们自己写的方法中查找

优点：1.避免类的重复加载，如果a和b都有一个父类c，那么当a启动时就会把c加载起来，那么b类在进行加载时就不需要再重复加载c了

2.安全性：使⽤双亲委派模型也可以保证了 Java 的核⼼ API 不被篡改，如果没有使⽤双亲委派模
型，⽽是每个类加载器加载⾃⼰的话就会出现⼀些问题，⽐如我们编写⼀个称为 java.lang.Object
类的话，那么程序运⾏的时候，系统就会出现多个不同的 Object 类，⽽有些 Object 类⼜是⽤⼾⾃
⼰提供的因此安全性就不能得到保证了