1.JVM运行机制的整体脉络

JVM系列

1.JVM运行机制的整体脉络
2.JVM的分代模型及对象流动
3.常见的垃圾回收器及算法
4.ParNew和CMS的工作原理

1.JAVA代码是怎么运行?

实例代码，创建一个Test类 ，如下:

public class Test {
  public static void main(String[] args) {
   system.out.println("hello world!");
  }
}

要运行代码经过的流程:Test.java编译->Test.class->类加载器->JVM->代码执行。如下图1-1:

1-1.png

2.类是如何加载，何时加载？

• 一个从加载到使用一般会经历如下过程:
  加载->验证->准备->解析->初始化->使用->卸载
• 什么时候会加载一个类:
  举个例子，改动上面代码，如下:

public class Test {
  public static void main(String[] args) {
     User user = new User();
     system.out.println("hello world!");
  }
}

public class User {
    String name;
    //set get方法省略
}

程序启动的时候会去加载带main方法的Test.class,当执行main方法，发现需要用到User.class,然后就去加载。所以当用到的时候才会加载一个类,如下图1-2：

1-2.png

3.关于验证，准备，解析，初始化

• 验证阶段:校验加载到内存的".class"文件是否符合JVM规范，防止被人修改过，符合才交给JVM。
• 准备阶段:为class开避内存空间，对类变量(static修饰的变量)赋默认值，比如int类型的则赋值0。
• 解析阶段:虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程。解析动作主要针对类或接口、字段、类方法、接口方法、方法类型、方法句柄和调用点限定符7类符号引用进行。
• 初始化阶段:执行class的初始化代码，比如一些静态变量的赋值，静态代码块。
  注意 当我们初始化一个类的时候，如果它的父类还没初始化，会先初始化父类。

4.类的加载机制？

• 类的加载器
  1.启动加载器(BootStrap ClassLoader)：主要加载Java安装目录(lib)下的核心类库。
  2.扩展类加载器(Extension ClassLoader)：主要加载Java安装目录(lib/ext)下的扩展类库。
  3.应用加载器(Application ClassLoader): 负责加载指定Classpath环境下的类，就是我们写好的java代码。
  4.自定义加载器：跟据特定的需求可以自己自定义类加载器，加载特定目录的类。
  5.类加载器的继承关系，如下图1-3：
  1-3.png

• 双亲委派机制
  原理:当需要加载一个类的时候，当前加载器会委托他的父亲加载，这样一层一层往上抛，抛到最上层，如果父亲加载不了，则往下传，让下面的子类加载，直至到当前类加载器。
  为什么要这样:考虑安全因素，以防止核心API库被随意篡改，试想一下，如果我们自己写了一个java.lang.Object类替换掉jdk里面的，被系统加载了,这会产生很大的问题。
  总结：先让父亲加载，加载不了再由儿子加载。大致流程如下图1-4:
  1-4.png

5.JVM有哪些内存区域，都有什么用？

• 堆:存放实例对象。比如代码new User(),创建的对象就放在堆里面。
• 方法区：存放从".class"文件加载上来的类和一些静态变量。
• 虚拟机栈:存放线程执行方法时的信息，比如方法名，方法变量信息等。
• 程序计数器:记录每个线程执行代码的位置。
• 本地方法栈:存放native方法执行时的信息。
  用如下代码，从加载到执行，所使用到的内存区域流程图1-5:

public class Test {
  public static void main(String[] args) {
     User user = new User();
     system.out.println("hello world!");
  }
}

public class User {
    String name;
    //set get方法省略
}

1-5.png

6.为什么会有垃圾回收机制？

如上面的图片，JVM的内存是有限的，程序一直在运行，那么当一个方法执行完成后会怎样？方法会出栈，直接释放内存。但是方法执行期间创建的对象怎么办，现在没有引用它，但它还占用着内存。当越来越多的对象创建，内存很快就不够，那么这时个就需要一个办法把没用的对象清空，释放内存。垃圾回收器就是干这个事情的。当达到一定条件时，会触发垃圾回收。如下图1-6：

1-6.png