JVM运行机制

主要记录自己学习的JVM运行机制问题，有不对的地方还望指正！！！

当运行程序中的main方法时，首先通过类加载器把主类加载到JVM：

 

 其中loadClass的类加载过程有如下几步：

　　加载 >> 验证 >> 准备 >> 解析 >> 初始化 >> 使用 >> 卸载

加载：在硬盘上查找并通过IO读入字节码文件，使用到类时才会加载，例如调用类的 main()方法，new对象等等，在加载阶段会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

验证：校验字节码文件的正确性 准备：给类的静态变量分配内存，并赋予默认值

解析：将符号引用替换为直接引用，该阶段会把一些静态方法(符号引用，比如 main()方法)替换为指向数据所存内存的指针或句柄等(直接引用)，这是所谓的静态链接过 程(类加载期间完成)，动态链接是在程序运行期间完成的将符号引用替换为直接引用

初始化：对类的静态变量初始化为指定的值，执行静态代码块

 

 

类加载器和双亲委派机制

 

　　上面的类加载过程主要是通过类加载器来实现的，Java里有如下几种类加载器

 

1、引导类加载器：负责加载支撑JVM运行的位于JRE的lib目录下的核心类库，比如 rt.jar、charsets.jar等

 

 

 

 

 

2、扩展类加载器：负责加载支撑JVM运行的位于JRE的lib目录下的ext扩展目录中的JAR 类包

     

 

 

 

 

3、应用程序类加载器：负责加载ClassPath路径下的类包，主要就是加载你自己写的那 些类

　　主要时自己开发时编译在target目录下的包

 

 

 

 

 

4、自定义加载器：负责加载用户自定义路径下的类包

 

 

 

 

这里类加载其实就有一个双亲委派机制，

　　加载某个类时会先委托父加载器寻找目标类，找不到再委托上层父加载器加载。

　　如果所有父加载器在自己的加载类路径下都找不到目标类，则在自己的类加载路径中查找并载入目标类。 比如我们的Math类，最先会找应用程序类加载器加载，应用程序类加载器会先委托扩展类加载 器加载，扩展类加载器再委托引导类加载器，顶层引导类加载器在自己的类加载路径里找了半天 没找到Math类，则向下退回加载Math类的请求，扩展类加载器收到回复就自己加载，在自己的 类加载路径里找了半天也没找到Math类，又向下退回Math类的加载请求给应用程序类加载器， 应用程序类加载器于是在自己的类加载路径里找Math类，结果找到了就自己加载了。。

双亲委派机制说简单点就是，先找父亲加载，不行再由儿子自己加载 我们来看下应用程序类加载器AppClassLoader加载类的双亲委派机制源码，AppClassLoader 的loadClass方法最终会调用其父类ClassLoader的loadClass方法，该方法的大体逻辑如下： 1. 首先，检查一下指定名称的类是否已经加载过，如果加载过了，就不需要再加载，直接 返回。 2. 如果此类没有加载过，那么，再判断一下是否有父加载器；如果有父加载器，则由父加 载器加载（即调用parent.loadClass(name, false);）.或者是调用bootstrap类加载器来加 载。 3. 如果父加载器及bootstrap类加载器都没有找到指定的类，那么调用当前类加载器的 findClass方法来完成类加载。　　

 类加载器初始化过程：

参见类运行加载全过程图可知其中会创建JVM启动器实例sun.misc.Launcher。 sun.misc.Launcher初始化使用了单例模式设计，保证一个JVM虚拟机内只有一个 sun.misc.Launcher实例。 在Launcher构造方法内部，其创建了两个类加载器，分别是 sun.misc.Launcher.ExtClassLoader(扩展类加载器)和sun.misc.Launcher.AppClassLoader(应 用类加载器)。 JVM默认使用Launcher的getClassLoader()方法返回的类加载器AppClassLoader的实例加载我们 的应用程序。

 

为什么要设计双亲委派机制？

1、沙箱安全机制：自己写的java.lang.String.class类不会被加载，这样便可以防止核心 API库被随意篡改

2、避免类的重复加载：当父亲已经加载了该类时，就没有必要子ClassLoader再加载一 次，保证被加载类的唯一性

 

自定义类加载器示例：

自定义类加载器只需要继承 java.lang.ClassLoader 类，该类有两个核心方法，一个是 loadClass(String, boolean)，实现了双亲委派机制，还有一个方法是findClass，默认实现是空 方法，所以我们自定义类加载器主要是重写findClass方法。