初入JVM学习

深碍√TFBOYSˉ_ 2023-02-28 04:02 61阅读 0赞

##### 1.jvm的位置 #####

jvm运行在操作系统之上（windows系统，linux系统等），操作系统在电脑的硬件体系上。

##### 2.jvm的体系结构 #####

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3BfeGlhb3hpYW8_size_16_color_FFFFFF_t_70]

##### 3.类加载器 #####

###### 对象实例化过程 ######

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3BfeGlhb3hpYW8_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

###### ClassLoader ######

1.应用程序加载器，App ClassLoader  
2.扩展类加载器,Ext ClassLoader  
3.启动类（根）加载器,BootStrap ClassLoader。  
根加载器有时获取不到，为null，java底层是C写的，所以是获取不到

###### 双亲委派机制，是安全的！ ######

1.  APP->EXC->BOOT,如果应用程序加载器里边有，看扩展类加载器也有，看根加载器也有。那么最终执行根加载器里面的。
2.  如果根加载器没有，那么执行扩展类加载器的
3.  如果扩展类也没有，那么执行应用程序加载器里面的。
4.  否则就会ClassNotFound。
5.  就比如说，你定义了一个Java.lang.String类，应用程序里面有。。。根加载器有自己的String类，那么就会执行根里面的String类
6.  如果说，你定义了一个Student类，可想而知，BootStrap 和ETC 里面都没有，执行你定义的Student类。  
    双亲委派机制的作用  
    防止重复加载同一个.class.通过委托向上询问加载过，就不需要重复加载。  
    保证核心.class文件不会被篡改，也不会去加载被篡改的文件

##### 4.沙箱安全机制 #####

Java安全模型的核心就是Java沙箱（sandbox），什么是沙箱？沙箱是一个限制程序运行的环境。沙箱机制就是将 Java 代码限定在虚拟机(JVM)特定的运行范围中，并且严格限制代码对本地系统资源访问，通过这样的措施来保证对代码的有效隔离，防止对本地系统造成破坏。沙箱主要限制系统资源访问——CPU、内存、文件系统、网络。不同级别的沙箱对这些资源访问的限制也可以不一样。

在Java中将执行程序分成本地代码和远程代码两种，本地代码默认视为可信任的，而远程代码则被看作是不受信的。对于授信的本地代码，可以访问一切本地资源。而对于非授信的远程代码在早期的Java实现中，安全依赖于沙箱 (Sandbox) 机制。如下图所示 JDK1.0安全模型  
  ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3BfeGlhb3hpYW8_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

但如此严格的安全机制也给程序的功能扩展带来障碍，比如当用户希望远程代码访问本地系统的文件时候，就无法实现。因此在后续的 Java1.1 版本中，针对安全机制做了改进，增加了安全策略，允许用户指定代码对本地资源的访问权限。如下图所示 JDK1.1安全模型  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3BfeGlhb3hpYW8_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]  
  在 Java1.2 版本中，再次改进了安全机制，增加了代码签名。不论本地代码或是远程代码，都会按照用户的安全策略设定，由类加载器加载到虚拟机中权限不同的运行空间，来实现差异化的代码执行权限控制。如下图所示 JDK1.2安全模型  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3BfeGlhb3hpYW8_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]  
  当前最新的安全机制实现，则引入了域 (Domain) 的概念。虚拟机会把所有代码加载到不同的系统域和应用域，系统域部分专门负责与关键资源进行交互，而各个应用域部分则通过系统域的部分代理来对各种需要的资源进行访问。虚拟机中不同的受保护域 (Protected Domain)，对应不一样的权限 (Permission)。存在于不同域中的类文件就具有了当前域的全部权限，如下图所示 最新的安全模型(jdk 1.6)  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3BfeGlhb3hpYW8_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]  
  以上提到的都是基本的Java 安全模型概念

###### 组成沙箱的基本组件： ######

字节码校验器（bytecode verifier）：确保Java类文件遵循Java语言规范。这样可以帮助Java程序实现内存保护。但并不是所有的类文件 都会经过字节码校验，比如核心类。  
类装载器（class loader）：其中类装载器在3个方面对Java沙箱起作用  
它防止恶意代码去干涉善意的代码；  
它守护了被信任的类库边界；  
它将代码归入保护域，确定了代码可以进行哪些操作。

类装载器采用的机制是双亲委派模式。  
从最内层JVM自带类加载器开始加载，外层恶意同名类得不到加载从而无法使用；  
由于严格通过包来区分了访问域，外层恶意的类通过内置代码也无法获得权限访问到内层类，破坏代码就自然无法生效。

##### Native #####

凡是带了native关键字的，说明java的作用范围达不到了去调用底层的C语言了。  
会进入本地方法栈，调用本地方法接口，本地方法库（JNI Java native interface）。

##### PC寄存器 #####

每一个线程都有一个程序计数器，是线程私有的，就是一个指针。程序计数器用来存储指向下一条指令的地址，也即将要执行的指令代码，由执行引擎读取下一条指令

##### 方法区 #####

方法区是被所有线程共享，属于共享区间，存储一些静态变量，常量，类信息(构造方法，接口)，运行时的常量池存在方法区中。

##### 栈 #####

先进后出  
为什么main()先执行，最后结束：main()方法先压栈，其他被调用的方法再压栈，最后main方法出栈。线程结束，占内存也就释放了。  
为什么栈中不能有垃圾？如果main()方法上边有垃圾，那么垃圾阻挡了main出栈，程序就会卡死。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3BfeGlhb3hpYW8_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]  
1栈的详细图如上父帧和子帧就是指向上下其他的栈  
2程序正在执行的方法一定在栈的顶部  
3一旦栈的数量过多，那么右图就会满了，就会栈溢出错误。StackOverFlowError

##### 三种JVM #####

Sun公司 HotSpot,  
BEA JRockit,  
IBMJ9 vm。

### 堆 ###

Heap,一个JVM只有一个堆内存，堆内存的大小是可以调节  
堆内存细分三个区域：

1.  新生区(伊甸园)，young
2.  养老区 old
3.  永久区  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3BfeGlhb3hpYW8_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]

GC垃圾回收，主要在新生区和老年区  
假设内存满了，OOM，堆内存不够

###### 新生区 ######

类诞生和成长甚至死亡  
所有的对象都是在新生区new出来的  
幸存区（0，1）

###### 新生区的垃圾回收： ######

1.  一般会设置一个值（10），每经过10次，触发一次轻GC，存活的对象就会放入幸存区，新生区重新为0。
2.  当经过多次轻GC，幸存区依然存活的对象，就会放入养老区。
3.  养老区没经过10次，发生一次重GC
4.  当新生区和养老区都满了，那么堆内存就满了，就会发生OOM。

真理：99%的对象都是临时对象，只用一次，就会被垃圾回收器干掉

##### 永久区 #####

这个区域常驻内存的。用来存放JDK自身携带的Class对象。Interface元数据，存储的是Java运行时的一些环境和类信息，这个区域不存在垃圾回收！关闭虚拟机就会释放区域内存

一个启动类，加载了大量的第三方jar包，TOMCAT部署了太多的应用等 会让永久区崩了

jdk 1.6：永久代，常量池在方法区  
jdk 1.7: 永久代，常量池在堆中，去永久代  
jdk 1.8：无永久代，常量池在元空间。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3BfeGlhb3hpYW8_size_16_color_FFFFFF_t_70 8]

元空间物理上不存在，逻辑上存在  
默认情况下：分配的总内存是电脑内存的1/4，初始化内存1/64

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3BfeGlhb3hpYW8_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20230209/e4823bd8815d4bc1b73b207c537a52e6.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3BfeGlhb3hpYW8_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20230209/db8e7fd15363468c96b330fc8c1438fd.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3BfeGlhb3hpYW8_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20230209/b072d0287d98492aba172a33fd2c1d3c.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3BfeGlhb3hpYW8_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20230209/603ae182286c40a384935037a4e8cc85.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3BfeGlhb3hpYW8_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: /images/20230209/a38a600a17604589a29143e1668939e6.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3BfeGlhb3hpYW8_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]: /images/20230209/995531a8b2124d378322df43ac88b84d.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3BfeGlhb3hpYW8_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]: /images/20230209/27d0d63df2c746b7b1d214d813999cee.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3BfeGlhb3hpYW8_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]: /images/20230209/8c6be1528fdb4df3a1e0ff5e9738778e.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3BfeGlhb3hpYW8_size_16_color_FFFFFF_t_70 8]: /images/20230209/6f5e1478d43e46d19efb5a2456b2106d.png