JVM虚拟机知识总结

桃扇骨 2023-10-04 00:29 0阅读 0赞

1.  #### 什么是虚拟机？ ####

从字面意思上来看，顾名思义即使一台虚拟的计算机，用来执行虚拟的计算机指令，从大体上来看，虚拟机一般分为两种。一种是系统虚拟机，另外一种是程序虚拟机。

系统虚拟机：代表为VMware

程序虚拟机：代表为JVM(java虚拟机)

1.  #### JVM的作用？ ####

1.  负责将字节码加载到内存在中（运行时数据区）

1.  将字节码转换为机器码，在各个系统中执行

1.  负责存储数据

1.  垃圾回收

1.  #### JVM的整体组成部分？ ####

1.  类加载

1.  运行时数据区（堆、java虚拟机栈、方法区、程序计数器、本地方法栈）具体了解请点击（[java运行时区域分布][java]）

1.  执行引擎（将字节码转换为机器码）

1.  本地方法接口

1.  垃圾回收

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**程序将java代码首先转换为class文件（字节码），jvm通过类加载器用IO的方式将字节码加载到内存中（运行时数据区），但是字节码不能被底层系统所识别，所以需要特定的命令解析器（执行引擎）将字节码翻译成为底层系统指令交给CPU进行执行，在执行的过程中会调用到其他语言的接口（本地方法接口）来实现功能的实现。**

1.  #### 类加载 ####

1.  ##### 类加载器的作用？ #####

1.  负责从硬盘|网络中加载节码信息

1.  将节码信息加载到内存（运行时数据区）中

1.  ##### 类加载过程？ #####

1.  ###### 加载 ######

1.  通过类名（地址）获取此类的二进制字节流

1.  将这个字节流所代表的静态存储结构转换为方法区的运行结构

1.  在内存中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为这个类的各种数据的访问接口

1.  ###### 链接 ######

**验证：**

**对字节码文件的格式进行验证，文件是否被污染**

**对基本的语法格式进行验证**

**准备：**

**为静态的变量进行内存分配**

**静态常量在编译期间就初始化**

**解析：**

**将符号引用转为直接引用**

**将字节码的表现形式转为内存中的表现形式（内存地址）**

**初始化：**

**类的初始化，为类中的定义的静态变量进行赋值**

###### 3.初始化 ######

**为类中的定义的静态变量进行赋值**

1.  #### 类什么时候会初始化? ####

1.  在类中运行main方法

1.  创建对象

1.  使用类中的静态变量以及静态方法

1.  反射Class.forNname("类的地址")

1.  初始化子类的同时也会初始化其父类

**注意：以下两种情况不会进行类初始化**

先创建两个类

public class User {
        static int a=10;
        static final int b=20;
    
        static{
            System.out.println(a);
        }

public class TestUser {
        public static void main(String[] args) {
    
        }

1.  引用该类的静态常量

public class TestUser {
        public static void main(String[] args) {
      System.out.println(User.b);//调用类中的静态常量不会导致类的加载，有时会在常量在进行计算的情况下才会导致类的加载
        }

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1.  构造某一个类的数组时

public class TestUser {
        public static void main(String[] args) {
        User[] users=new User[10];//构造某个类的数组时不会导致该类的初始化
        }

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#### 6.类加载器 ####

1.  引导类加载器 ：用c/c++语言进行开发，java底层的开发语言，负责加载java核心类库

1.  扩展类加载器 ：加载jdk下的 jre/lib/ext 子目录下加载类库

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1.  应用程序类加载器：加载程序中自己开发的类

ClassLoader classLoader=User.class.getClassLoader();
     ClassLoader classLoader1=classLoader.getParent();
     System.out.println(classLoader);//sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2  程序类加载器
     System.out.println(classLoader1);//sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@1b6d3586  扩展类加载器
     ClassLoader classLoader2=String.class.getClassLoader();
     System.out.println(classLoader2);//null  启动类加载器

##### 双亲委派机制： #####

我们以String类为例，创建一个java.lang.String的一个类

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public class String {
        static{
            System.out.println("自己创建的String类");
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            /*错误: 在类 java.lang.String 中找不到 main 方法, 请将 main 方法定义为:
                 public static void main(String[] args)
           否则 JavaFX 应用程序类必须扩展javafx.application.Application*/
        }

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我们在类中添加了一个main方法，按道理启动应该是没有什么大问题的，但是当我们运行之后，idea给我们报了一个错，说是在String这个类中找不到main方法，那发生这样的原因是什么呢

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原理：当一个类加载器收到类加载请求时，先会委托给父类加载器加载，如果父类加载器还有其父类，则继续向上委托，直到到根加载器（引导类加载器），如果还是找不到，则向下交给子类进行加载，一次类推，直到加载成功或者报错 ClassNotFoundException 异常。

#### 7.本地方法接口 ####

##### 1.什么是本地方法接口？ #####

用native关键字修饰的方法称为一个本地方法，没有方法体，例如：

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##### 2.为什么用本地方法？ #####

java语言需要与外部环境进行交互（例如需要访问内存，硬盘，其他的硬件设备），直接访问操作系统的接口即可。

#### 8.执行引擎 ####

##### **1.作用** #####

将加载到内存中的字节码（不能直接运行的机器码），解释/编译为不同平台的机器码。

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##### 2.为什么java是半编译半解释型语言？ #####

解释器：将字节码逐行解释执行，效率低

编译器（JIT）:将字节码编译，缓存起来，执行更高效，不会立即使用编译器

因为在java程序启动后，先使用解释器立即执行，省去了编译时间，程序运行一段时间后，对热点的编译缓存，提高了后续执行效率，故采用了解释器和编译器结合的方案

[java]: https://blog.csdn.net/dfdbb6b/article/details/128291116?spm=1001.2014.3001.5501
[793cb0f75b6618cb1fcbb57115df2882.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/793cb0f75b6618cb1fcbb57115df2882.png
[1762cbc0435f46c78055cfceef3a884c.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/1762cbc0435f46c78055cfceef3a884c.png
[b588e6bd087060c591ac800b9e42fc75.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/b588e6bd087060c591ac800b9e42fc75.png
[aa5dc1828bad7e0cc04f6446eaefda63.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/aa5dc1828bad7e0cc04f6446eaefda63.png
[5ac4b83c97313b8a584390a5eae78821.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/5ac4b83c97313b8a584390a5eae78821.png
[f5a9967f3eaba2cb125c8dbe38c9929c.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/f5a9967f3eaba2cb125c8dbe38c9929c.png
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