jvm

JVM即Java Virtual Machine，java虚拟机。在java程序员日常的编程中不太会接触到这种层面的东西，但是如果你了解了这些，你才能对java的运行机制有个了解，可以编写更加低层的代码，可以排查更加诡异的问题。只有理论知识达到了，遇到问题才可以有武器去解决它。

我们主要应该要了解jvm加载class的过程，如何管理并分配内存，执行垃圾收集等功能。

我们先来聊聊jvm加载class的过程。

类加载

jvm使用类加载器来加载class。而类加载器又有以下几种类型：

1.Bootstrap classLoader：主要负责加载核心的类库(java.lang.*等)。

2.ExtClassLoader：主要负责加载jre/lib/ext目录下的一些扩展的jar。

3.AppClassLoader：主要负责加载应用程序的主函数类。

4.CustomClassLoader：自定义类加载器，比如tomcat的StandardClassLoader就属于这类加载器。

那么如果加载一个自定义的Car类，那么按照定义就是由AppClassLoader来加载的。如果自己自定义了一个java.lang.String类呢。是由什么来加载的呢。是AppClassLoader吗？并不是。这就涉及到jvm的双亲委派机制了。他的运行机制大概是这样的：一个类加载器来加一个类的时候，并不会首先让自己去加载这个类，而是委托给自己的父类加载器来加载这个类，自己的父类又委托给他的父类，直到Bootstrap来加载，如果没发加载，再一层一层委派下去，直到自己。

所以自己定义的一个java.lang.String，首先AppClassLoader会委派给ExtClassLoader去加载，ExtClassLoader又委派给Bootstrap classLoader去加载。

这种机制很好的杜绝了某些程序恶意的修改了java的核心类，造成严重的影响。

我们来看一下ClassLoader的loadClass方法


可以看到如果存在父类加载器的话，就首先使用父类加载器来加载这个类。

但是双亲委派机制也可以被破坏，比如现在的各种代码热部署技术，如阿里的jarsLink。在这里不详细赘述。

内存模型及垃圾回收

JVM内存结构分为：

1.方法区（method）：存放了要加载的类信息、静态变量、final类型的常量、属性和方法信息

2.栈内存（stack）：存放一些基本类型的变量数据和对象的引用变量，每个线程都有自己的栈空间。

3.堆内存（heap）：堆内存用来存放由new创建的对象和数组，所有线程共享，有java虚拟机的垃圾回收器进行管理

4.本地方法栈（java中的jni调用）。

垃圾回收回收的是堆内存的空间，堆内存又分为年轻代，年老代，元空间。年轻代又分为E区跟S0,S1区，使用的垃圾回收算法是标记清除算法，以求获得连续的内存空间，年老代使用的是标记清理算法。

新建的对象放到年轻代的E区，如果是大对象直接进入年老代。当E区满了的时候，触发一下YoungGC，将E区跟S0区存活的对象，放到S1区，然后将E区S0区全部清空，接受新的对象。经历过多次YoungGC依旧存活的对象，会放到老年代中。逐渐老年代也满了的话，就触发一次full GC。

那么什么对象是被认为存活的呢。jvm目前采用的是可达性分析算法。从gcroot开始找。只要可达就认为存活，那么什么样的对象可以当作gcroot呢

1.java虚拟机栈(栈帧中的本地变量表)中的引用的对象。

 2.方法区中的类静态属性引用的对象。

3.方法区中的常量引用的对象。

 4.本地方法栈中JNI本地方法的引用对象