java虚拟机基础

《深入java虚拟机（原书第二版）》读书笔记 一 Java 虚拟机

（一）Java虚拟机的生命周期

当启动一个Java程序时，一个虚拟机的实例被创建；当程序被关闭，虚拟机的实例被销毁。

（二）Java虚拟机的体系结构

1 类装载器

2 运行时数据区

3 执行引擎

（三） 各部件说明

1 类装载器

1）类装载器分两类：启动类装载器和用户自定义装载器。
2）启动类装载器是JVM实现的一部分。
3）用户自定义装载器一般采用“双亲委派模式”来加载一个类型。他的根双亲一般是启动类装载器。
4）JVM为每一个类装载器实例维护命名空间，相同类装载器实例装载的类型间可以互访问。不同类装载器实例装载的类型间除非经过显式的定义互访机制，否则不能互访。
5）当一个类型A引用类型B，JVM将使用装载类型A的初始类加载器装载类型B.
6）类加载器严格按以下顺序装载类型：
i     定位和导入指定类型的二进制class文件
ii    验证被导入类型的class文件的正确性
iii   为类变量分配内存空间，并将其初始化为默认值
iv    把该类型实例的常量池中的常量（类型的符号引用）转换成直接引用（解析的时机视具体的JVM实现而定）
v     把类变量初始化为正确的初始化值
vi    在堆中生成该类型的java.lang.Class的实例

2 运行时数据区

1）运行时数据区由以下几部分组成：
i     方法区
ii    堆
iii   Java栈
iv    PC寄存器
v     本地方法栈
2）方法区中存放关于被加载类型的类型信息，类型信息包括：
i     类型的全限定名
ii    类型的直接超类的全限定名（java.lang.Object没有超类）
iii   类型是类还是接口
iv    类型的访问修饰符
v     类型的直接超接口的列表
vi    类型的常量池
vii   类型的字段信息（字段名，类型，修饰符）
viii  类型的所有类静态变量（不包括常量）
viii  一个到类的ClassLoader的引用
x     一个到java.lang.Class类的引用
xi    类型的方法信息（方法的名称，返回值，参数列表，方法的修饰符，方法的字节码，方法的异常表和操作数栈和方法栈帧中局部变量区的大小）
3）方法区也存放被加载类型类的静态变量。
4）一个程序中所有线程都共享方法区。
5）方法区的大小不固定。
6）方法区也要进行垃圾收集，不再被引用的类型所占的区域需要被释放，回收。
7）不同类装载器实例装载的相同类型，在方法区中有不同的空间.
8）堆中存放程序在运行时创建的类实例和数组。
9）一个程序中所有线程共享堆。
10）多线程时要考虑堆的同步问题。
11）堆中需要进行垃圾收集。
12）堆也可以不必是连续的内存空间。
13）堆中的类型实例都有一个指针，这个指针指向在方法区中与之对应类型的类数据。
14）类实例的实力变量在堆中，类型的方法通过方法表指向方法区相关类型的方法信息。
15）每一个线程都有自己的PC寄存器。（在线程创建时创建）。
16）PC寄存器的大小是一个字长（字长根据不同JVM实现，大小不同）。
17）PC寄存器中总是存放下一个指令的地址。
18）如果一个线程正在执行本地方法，那么此时PC寄存器中的内容为“undefined”。
19）Java栈是线程私有的。每一个线程用有一个Java栈。Java栈是每一个Java线程的“工作台”。
20）每当线程调用一个Java方法时，JVM都会在该线中压入一个新帧，这个新帧就是当前帧。
21）一个Java栈的栈帧由以下部分组成：
i     局部变量区
ii    操作数栈
iii   帧数据区
22）Java调用本地方法本质上就是：Java栈和本地方法栈数据的相互交换。

（三）执行引擎

1）运行在Java程序的每一个线程都是一个独立的虚拟机执行引擎的实例。从线程生命周期的开始到结束，它要么在执行字节码，要么在执行本地方法。

二 连接模型

（一）常量池解析

1）常量池解析的最终目的是把对类型的符号引用转换成直接引用。
2）解析对象数组时，先解析并分配数据维数，然后解析数组元素的类型，数组的类装载器会被标记为装载数组元素类型的类装载器。
3）相同类型被不同的类装载器装载时，会在方法区创建不同位置的空间。
4）先装载需要被装载类型，然后再装载这个类型的所有超类型（类，接口）。
5）初始化过程是先初始化这个类型的超类型（只初始化类，不包括接口），然后再初始化这个类型。
6）指向类型，类变量和类方法的直接引用可能是指向方法区的本地指针。
7）指向实例变量和实例方法的直接引用都是偏移量。
8）直接引用第一次被解析成功后，JVM会使用*_quick系列指令进行优化。但是当JVM解析一个通过接口引用调用的方法时，它必须搜索对象的类的方法表来找到一个合适的方法，也就是说对于这种情况，JVM无法进行直接引用指令优化。因为某一个接口方法在具体实现中的偏移量很可能不同。

（二）类装载器的双亲委派模式

使用这种模式进行类型装载，原则是尽量让类装载器的双亲来装载这个类型，双亲和祖先实在装载不了，则自己搞定。


三 内存垃圾收集
1）内存垃圾收集的时间视不同的JVM实现而不同。
2）内存垃圾收集器先找出堆中不能被触及的对象，然后执行这些对象的finalize方法，由于执行完这些对象的finalize方法后，可能存在复活的对象，还需要重新查找不能被触及的对象，然后进行释放。


    忙于项目，暂时没有时间看深入jvm，网上看到本篇还不错，先借过来，以后抽时间看了之后，写些体会总结出来！原文- 作者： Rangers