JVM整体结构
简介
JVM（Java Virtual Machine）
只要该语言能被编译为字节码文件（Class文件），就可以被虚拟机识别并装载运行。
虚拟机分为系统虚拟机和程序虚拟机：
系统虚拟机如Visual Box，VMware，提供一个可运行完整操作系统的软件平台。
程序虚拟机如JVM，专门为执行单个计算机程序设计。
- JVM优势
跨平台性、优秀的垃圾回收器、可靠的即时编译器、自动内存管理
- JVM作用
装载字节码到其内部，解释/编译为对应平台的机器指令。（二进制字节码的运行环境）
- JVM位置
- 整体结构
HotSpot VM为主流虚拟机。采用解释器和即时编译器并存的架构。
热点代码探测技术：
- 通过计数器找到最具编译价值代码，触发即时编译或栈上替换。
- 通过编译器与解释器协调工作，在程序响应时间与执行性能取得平衡。
- 执行流程
- 架构模型
栈的指令集架构
特点：
- 设计和实现更简单，适用资源受限的系统
- 避开寄存器的分配难题：使用零地址指令方式分配
- 指令集更小，编译容易。
- 不需要硬件支持
- 缺点是需要更多的指令来实现功能。
生命周期
- 启动
由引导类加载器（bootstrap class loader）创建一个初始类来启动。
- 执行
程序执行时才运行，程序结束他就结束。
- 退出
- 正常执行结束
- 异常
- 操作系统错误
- 调用Runtime类或System类的exit方法
类加载子系统
简介
加载类的信息存放方法区的内存空间，方法区还会存放运行时常量池信息，字符串字面量和数字常量（常量池部分的内存映射）
- 加载
- 获取该类的二进制字节流
- 静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构
- 在内存中生成代表该类的java.lang.Class对象
- 链接
- 初始化
类加载器分类
虚拟机自带：
- 引导类加载器（启动类加载器 BootStrap ClassLoader）
- C++实现
- 加载Java的核心库，提供JVM自身需要的类
- 没有父加载器，不继承java.lang.ClassLoader
- 加载扩展类和应用程序类加载器，并为他们的父类加载器
- 只加载包名为java、javax、sun开头的类
- 扩展类加载器（Extension ClassLoader）
- Java实现
- 派生于ClassLoader
- 应用程序加载类（系统类加载器 AppClassLoader）
- java实现
- 派生于ClassLoader
- 程序默认的类加载器，Java应用的类均由其加载
用户自定义类加载器
目的：
- 隔离加载类
- 修改加载方式
- 扩展加载源
双亲委派机制
java采用按需加载，并采用双亲委派模式
比如：自定义String类，并且在自定义的java.lang文件下，加载String时，先判断自定义的String是否有父类，从系统类加载器到拓展类加载器，最后到引导类加载器，只要父类里有String就一直向上找，如果上面没有就加载子类。
优势：
- 避免类的重复加载
- 保护程序安全，防止核心API被篡改
这也是一种沙箱机制，在规定好的盒子里运行不影响外面的环境。
两个Class是否为同一个类
- 类名、包名一致
- 加载这个类的ClassLoader必须相同
即使同一个class文件，但加载的ClassLoader实例对象不同，也是不等的
运行时数据区
内存
内存是硬盘和CPU的中间仓库和桥梁，承载存储系统和应用程序是实时运行。
JVM内存布局规定Java在运行时内存申请、分配、管理的策略。
每个线程：独立包括程序计数器、栈、本地栈
线程间共享：堆、堆外内存（永久代或元空间、代码缓存）
线程
每个线程都与操作系统的本地线程直接映射
java线程准备执行后，操作系统的本地线程同时创建，线程终止后，本地线程也会回收。
操作系统的线程杜泽所有线程的安排调度到任何一个可用的CPU，一旦本地线程初始化成功，就会调用Java线程的run（）方法。
