JVM 02

news2025/3/29 8:31:53

今天是2025/03/23 19:07 day 10

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今天进行JVM 3,4 个模块的归纳

首先是JVM的相关内容概括的思维导图

加载（Loading）
- 通过类全限定名获取类的二进制字节流（如从JAR包、网络、动态代理生成等）。
- 将字节流转化为方法区的运行时数据结构，生成Class对象作为访问入口。
验证（Verification）
- 文件格式验证：检查魔数、版本号等是否符合JVM规范。
- 元数据验证：语义校验（如是否有父类、是否继承final类等）。
- 字节码验证：确保代码逻辑合法（如类型转换、跳转指令）。
- 符号引用验证：确保符号引用能正确解析到目标类/方法/字段。
准备（Preparation）
- 为静态变量（static修饰）分配内存（方法区），并赋默认零值（如int=0，引用=null）。
- 若字段被final修饰且是基本类型/字符串常量，直接赋程序设定的初始值（无需等到初始化阶段）。
解析（Resolution）
- 将常量池中的符号引用（类、方法、字段的间接引用）替换为直接引用（内存地址偏移量）。
- 解析可能发生在初始化之前（静态绑定）或之后（动态绑定，如虚方法调用）。
初始化（Initialization）
- 执行类构造器<clinit>()方法，合并类中所有静态变量的赋值动作和静态代码块。
- JVM保证父类的<clinit>()先于子类执行。
- 初始化是触发类加载的最终步骤（如new、反射调用、主类加载等）。

启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）
- 由C++实现，加载JAVA_HOME/lib下的核心类库（如rt.jar）。
- 唯一不继承ClassLoader的加载器，Java代码中无法直接引用。
扩展类加载器（Extension ClassLoader）
- Java实现，加载JAVA_HOME/lib/ext目录的扩展类。
- 是sun.misc.Launcher$ExtClassLoader的实例。
应用程序类加载器（Application ClassLoader）
- 加载用户类路径（ClassPath）下的类，是默认的类加载器。
- 由sun.misc.Launcher$AppClassLoader实现。
自定义类加载器
- 继承ClassLoader类，重写findClass()方法，实现从特定路径加载类。
- 典型场景：热部署、模块化加载、加密类文件解密。

工作原理：子加载器收到加载请求后，先委派父加载器尝试加载，父加载器无法完成时，子加载器才自行加载。
优点：
- 避免类重复加载（如java.lang.Object只会由Bootstrap加载一次）。
- 防止核心类被篡改（自定义的java.lang.String不会被加载）。
打破双亲委派：
- SPI机制（如JDBC驱动加载）：使用线程上下文类加载器（TCCL）逆向委派。
- OSGi模块化：自定义类加载器实现网状委派。

C1编译器（Client Compiler）
- 轻量级优化，编译速度快，适合对启动速度敏感的应用（如GUI程序）。
- 优化手段：方法内联、去虚拟化、冗余消除。
C2编译器（Server Compiler）
- 深度优化，生成高效本地代码，适合长时间运行的服务端应用。
- 优化手段：逃逸分析、锁消除、循环展开。
分层编译（Tiered Compilation）
- JDK7+默认策略，结合C1和C2：
  - Level 0：解释执行。
  - Level 1~3：C1编译（带基础性能监控）。
  - Level 4：C2编译（激进优化）。
- 通过-XX:+TieredCompilation启用。

方法内联（Inlining）
- 将小方法（如Getter/Setter）直接嵌入调用处，减少栈帧开销。
- 受-XX:MaxInlineSize（默认35字节）控制。
逃逸分析（Escape Analysis）
- 判断对象是否仅在方法内部使用（未逃逸），若成立则：
  - 栈上分配：对象直接在栈上分配，避免堆内存压力。
  - 标量替换：将对象拆分为基本类型字段，消除对象头开销。
锁消除（Lock Elision）
- 基于逃逸分析，若锁对象未逃逸（线程私有），直接移除同步操作。