面试基础--JVM
一 类加载
classs文件是通过类的加载器装载到jvm中的
java默认的类加载器有三种:
1.Bootstrap ClassLoader 启动类加载器:启动类加载器主要加载的是JVM自身需要的类,这个类加载使用C++语言实现的,是虚拟机自身的一部分,
它负责将 <JAVA_HOME>/lib路径下的核心类库或-Xbootclasspath参数指定的路径下的jar包加载到内存中,注意必由于虚拟机是按照文件名识别加载jar包的,如rt.jar,
如果文件名不被虚拟机识别,即使把jar包丢到lib目录下也是没有作用的(出于安全考虑,Bootstrap启动类加载器只加载包名为java、javax、sun等开头的类)
2.Extension ClassLoader 扩展类加载器:负责加载java平台中扩展功能的一些jar包,包括$JAVA_HOME中jre/lib/*.jar或-Djava.ext.dirs指定目录下的jar包
3.App ClassLoader 应用类加载器(系统加载器):负责记载classpath中指定的jar包及目录中class
工作过程:
- 1、当AppClassLoader加载一个class时,它首先不会自己去尝试加载这个类,而是把类加载请求委派给父类加载器Extension ClassLoader去完成。
- 2、当Extension ClassLoader加载一个class时,它首先也不会自己去尝试加载这个类,而是把类加载请求委派给BootStrapClassLoader去完成。
- 3、如果BootStrapClassLoader加载失败(例如在$JAVA_HOME/jre/lib里未查找到该class),会使用Extension ClassLoader来尝试加载;
- 4、若Extension ClassLoader也加载失败,则会使用AppClassLoader来加载
- 5、如果AppClassLoader也加载失败,则会报出异常ClassNotFoundException
其实这就是所谓的双亲委派模型。简单来说:如果一个类加载器收到了类加载的请求,它首先不会自己去尝试加载这个类,而是把请求委托给父加载器去完成,依次向上。
好处:
- 防止内存中出现多份同样的字节码(安全性角度)
特别说明:
- 类加载器在成功加载某个类之后,会把得到的
java.lang.Class
类的实例缓存起来。下次再请求加载该类的时候,类加载器会直接使用缓存的类的实例,而不会尝试再次加载。
类加载过程
- 加载,查找并加载类的二进制数据,在Java堆中也创建一个java.lang.Class类的对象。
- 连接,连接又包含三块内容:验证、准备、初始化。
- 验证,文件格式、元数据、字节码、符号引用验证;
- 准备,为类的静态变量分配内存,并将其初始化为默认值;
- 解析,把类中的符号引用转换为直接引用
- 初始化,为类的静态变量赋予正确的初始值。
二 JVM内存模型
- 堆:存放对象实例,几乎所有的对象实例都在这里分配内存
- 虚拟机栈:虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型:每个方法被执行的时候都会同时创建一个栈帧(Stack Frame)用于存储局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口等信息
- 本地方法栈:本地方法栈则是为虚拟机使用到的Native方法服务。
- 方法区:存储已被虚拟机加载的类元数据信息(元空间)
- 程序计数器:当前线程所执行的字节码的行号指示器
举例说明:
public class Java3yTest { public static void main(String[] args) { Java3y java3y = new Java3y(); java3y.setName("Java3y"); System.out.println(java3y); } }
- 1、通过
java.exe
运行Java3yTest.class
,随后被加载到JVM中,元空间存储着类的信息(包括类的名称、方法信息、字段信息..)。 - 2、然后JVM找到Java3yTest的主函数入口(main),为main函数创建栈帧,开始执行main函数
- 3、main函数的第一条命令是
Java3y java3y = new Java3y();
就是让JVM创建一个Java3y对象,但是这时候方法区中没有Java3y类的信息,所以JVM马上加载Java3y类,把Java3y类的类型信息放到方法区中(元空间) - 4、加载完Java3y类之后,Java虚拟机做的第一件事情就是在堆区中为一个新的Java3y实例分配内存, 然后调用构造函数初始化Java3y实例,这个Java3y实例持有着指向方法区的Java3y类的类型信息(其中包含有方法表,java动态绑定的底层实现)的引用
- 5、当使用
java3y.setName("Java3y");
的时候,JVM根据java3y引用找到Java3y对象,然后根据Java3y对象持有的引用定位到方法区中Java3y类的类型信息的方法表,获得setName()
函数的字节码的地址 - 6、为
setName()
函数创建栈帧,开始运行setName()
函数