JVM概述
JVM特点
- 一次编译，多处运行
- 自动内存管理
- 自动垃圾回收功能
JVM的整体结构
JVM的架构模型
基于栈式架构
设计和实现简单，适用于资源受限的系统。不需要硬件支持，可移植性更好。
由于跨平台性，Java的指令都是根据栈设计的
特点：跨平台性，指令集小，指令多，执行性能比寄存器差
基于寄存器架构
完全依赖于硬件，可移植性差
性能优秀，执行更高效
发展历程
Sun Classic VM
世界上第一款商用Java VM
只提供解释器（不包含后端编译器JIT，可以寻找热点代码，存入缓存，提高效率）
现在Hotspot内置了此VM
Sun Hotspot VM
Sun JDK，Open JDK默认VM
通过PC寄存器（程序计数器）找到最具有编译价值的代码，触发即时编译
通过编译器和解释器协同工作，在优化时间与执行性能上取得平衡
类加载器子系统（Class Loader）
作用
- 负责从文件系统或网络中加载class文件，class文件在文件开头有特殊的文件标识CAFE BABE
- ClassLoader只负责class文件的加载，至于它是否可以运行，由执行引擎决定
类加载过程
1.加载
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口
2.链接
- 验证：确保class文件的字节流中包含的信息符合当前VM要求
- 准备：
- 为类变量（static修饰）分配内存并设置该类变量的默认初始化值，即零值。在初始化时才赋值。
- final static修饰的变量在编译时就会分配内存，准备阶段显式初始化
- 不会为实例变量分配初始化，类变量会分配在方法区，实例变量会随着对象一起分配到Java堆中
- 解析：将常量池中的符号引用转换为直接引用的过程
3.初始化
执行类的构造器方法clinit（）过程，javac编译器自动收集类中所有类变量的赋值动作和静态代码块
类加载器的分类
引导类加载器（Bootstrap ClassLoader）
使用c/c++实现，嵌套在JVM内部，没有父加载器，只加载包名为java，javax，sun等开头的类
自定义类加载器
指所有派生于抽象类ClassLoader的类加载器，由Java编写
- 拓展类加载器：ExtensionClassLoader
- 系统类加载器：AppClassLoader
Example：String类使用引导类加载器进行加载，因为Java核心内库都是由BootstrapClassLoader负责加载
为什么要自定义类加载器？
- 隔离加载类
- 修改类加载的方式
- 拓展加载源
- 防止源码泄露
获取ClassLoader的途径
- 获取当前类的ClassLoader：class.getClassLoader()
- 获取当前线程上下文的ClassLoader：Thread.currentThread().getContextClassLoader()
- 获取系统的ClassLoader：ClassLoader.getSystemClassLoader()
- 获取调用者的ClassLoader：DriverManager.getCallerClassLoader()
双亲委派机制
工作流程：
- 如果一个类加载器收到了类加载请求，它并不会自己先去加载，而是把这个请求委托给父类的加载器去执行
- 如果父类加载器还存在其父类加载器，则进一步向上委托，依次递归，请求最终到达顶层的引导类加载器
- 如果父类加载器可以完成类加载任务，就成功返回；如无法完成，则子加载器才会尝试自己去加载
优势：
- 避免类的重复加载
- 保护程序安全，防止核心API被随意修改（沙箱安全机制）
Example：自定义类java.lang.String
