jvm学习笔记（如果有不对和不足的地方，请指出)

目录

类的加载

类加载器

双亲委派机制

类的主动使用和被动使用

运行时数据区内部结构

程序计数器

虚拟机栈

栈的储存结构和运行原理

栈帧的内部结构

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类的加载

图示

类的加载：

• 将外部的字节码文件加载到虚拟机中，并且储存在方法区内。

• 通过类的全限定类名来获取此类的二进制字节流。

• 将这个字节码文件流所代表的静态结构转化为方法区的运行时结构。

• 在内存中生成一个这个类的java.lang.class对象，作为方法区这个类的各种数据的访问入口。

链接：

• 验证

  • 确保加载类的正确性

• 准备

  • 为类变量在方法区中分配内存

  • 为类变量设置初始值

    • 注意

    • 实列变量的初始化不在准备阶段分配内存

    • 实列变量是随着对象实列化随着对象一起分配在内存中

• 解析

  • 将常量池内的符号引用转化为直接引用

初始化

初始化是指为类的静态变量赋值

• 在声明变量时指定初始值

• 使用静态代码块为变量指定初始值

具体的流程是

• 生成类的构造器<clinit>

  • 它是由类变量和静态代码块构成。

    • 注意

    • init是为对象初始化，而<clinit>是为类变量赋值

  • 执行<clinit>方法

类加载器

类加载器

• 引导类加载器（获取不到，不是用java语言写的）

  • 主要加载的是jvm自身需要的类

  • 只能加载包名为java、javax、sun开头的类

• 扩展类加载器

  • 负责加载<JAVA_HOME>/lib/ext下的类库

• 系统类加载器

  • 负责加载系统类路径java -classpath或-D java.class.path 指定路径下的类库，也就是我们经常用到的classpath路径

双亲委派机制

双亲委派机制是当前类加载器不要进行处理而是由父类进行处理，如果父类处理不了则再子类进行处理

作用：

• 防止类的重复加载

• 保护程序的安全，防止api被篡改

类的主动使用和被动使用

jvm规定了以下6种为主动使用

• 通过new 关键字会导致类的初始化

• 访问类的静态变量

• 访问类的静态方法

• 对某个类进行反射操作

• 初始子类会导致父类的初始化

• 启动类：也就是类的main方法执行会导致该类的初始化

除了上述的六种方式会导致类的主动使用，其它的会导致类的被动使用

运行时数据区内部结构

• 程序计数器

• 堆区

• 方法区

• 栈

  • 本地方法栈

  • 虚拟机栈

其中堆区和方法区是线程共享的，而程序计数器，本地方法栈、虚拟机栈是线程私有的。

程序计数器

程序计数器又叫pc计数器（并不是物理意义上的pc寄存器jvm的pc寄存器是对物理pc基础器的抽象模拟），它储存的是下一条即将执行的字节码储存地址。

• 作用

  • 因为CPU需要不停的切换各个线程，这时候切换回来以后，就得知道接着从哪开始继续执行。JVM的字节码解释器就需要通过PC寄存器的值来明确下一条应该执行什么样的字节码指令。

• PC寄存器为什么会设置线程私有

  • 为了能够准确地记录各个线程正在执行的当前字节码指令地址，最好的办法自然是为每一个线程都分配一个PC寄存器，这样一来各个线程之间便可以进行独立计算，从而不会出现相互干扰的情况。

虚拟机栈

内存中栈和堆的区别

栈是运行时的单位，而堆是储存的单位，栈解决了程序证明执行，堆解决的是数据储存问题，数据怎么放，放在哪里。

 

每个线程都有一个虚拟机栈，虚拟机栈内部保存着一个个栈帧，一个栈帧就是一个方法（虚拟机栈是线程私有的）

生命周期

生命周期和线程一致，线程结束了，生命周期也就结束了。

作用

• 它保存方法的局部变量(八种基本数据类型和对象的引用)，部分结果，并且参与方法的调用和返回。

栈的特点

jvm对于栈的操作只用入栈和初栈这两种，对于栈来说不存在垃圾回收问题，但是存在栈溢出问题

栈溢出：

程序运行时，栈的大小小于当前线程运行时需要的栈的大小

栈的储存结构和运行原理

• 栈是由栈帧构成，而一个栈帧对应一个方法。jvm对于java栈的操作只有两种，压栈和出栈。

• 在一条栈帧中，一个时间点上只会有一个活动栈帧，即当前活动的栈帧的是有效的，这个栈帧是当前栈帧。对于的方法就是当前方法，定义这个方法的类就是当前方法。

• 执行引擎运行的字节码是对当前栈帧进行操作。

• 如果该方法调用其他方法，就会创建调用方法的栈帧，放在栈顶成为新的当前栈。

• 栈帧是线程私有的

• .当前方法返回之际，当前栈帧会传回此方法的执行结果给前一个栈帧，接着虚拟机会丢弃当前栈帧，使得前一个栈帧重新成为当前栈帧

• Java函数返回方式有两种，使用return或者抛出异常。不管哪种方式，都会导致栈帧被弹出。

栈的运行原理图

栈帧的内部结构

• 局部变量表

• 操作数栈

• 动态链接

• 方法返回地址

• 一些附加信息