JVM知识总结

1.   Jre的选用
如果安装JDK1.3那么安装程序一定会同时安装两套JRE。

    一套位于 jdk\jre目录

    一套位于program files\JavaSoft目录



    JDK里面的工具几乎全是用java所写的，所以JDK本身就是Java应用程序，因此要用JDK附的工具来开发Java程序，也必须要自行附一套JRE才行。这就是JDK安装目录\jre下需要一套JRE的原因。

    位于program files\下的那套JRE就是拿来执行我们自己写的java应用程序。

    不过，两套中任何一套JRE 都可以拿来执行我们所撰写的Java 应用程序，

可是JDK 内附的开发工具在预设使用包装器(.exe) 来启动的情形下，都会自己去选用\jre 底下那套JRE。

2.   到底是执行哪一个java.exe

java xxx

当一台机器上有多个jvm可选择的时候,jvm的选择步骤:

    1)当前目录有没有jre目录(不准确),

    2)父目录下的jre子目录

    3)注册表HEKY_LOCAL_MACHINE\SoftWare\Java\Java Runtime Environment\

所以当运行的是jdk\bin\java.exe的时候,用的jre是bin的父目录jdk下面的jre\

    在system32目录 底下找不到JRE 目录，在c:\windows目录 也找不到JRE 目录的情况下，根据下一个逻辑，就是去查询注册表

    java.exe在system32目录、program files\JavaSoft目录、jdk\jre目录都有一般先找的是system32下的。注册表注册的一般是program  files\JavaSoft目录

   

    运行java.exe找到了jre后有一个验证程序,verify.dll验证jre和java.exe的版本是否一致,如果不一致则会发生错误

   

    一般把常用的工具档放到JDK目录\jre\lib\ext下，把有关安全机制的配置文件放到JDK目录\jre\lib\security下



3.   类加载器

    每个类对java机来说，都是一个独立的动态联结函数库，只不过扩展名不是.dll或.so 而是.class

    程序运行时需要的核心类库位于 jre\lib\rt.jar中

    类加载器的作用就是把类从表态的硬盘 .class文件，复制一份到内存中，并做一此 始化工作

    java.exe就是利用几个原则找到JRE后，把.class直接转交给JRE运行后便功成身退



3.1.   classloader的两种载入方式:

1)pre-loading预先载入,载入基础类

2)load-on-demand按需求载入

    只有实例化一个类时,该类才会被classloader载入,仅仅申明并不会载入

    基础类库是预先加载的(pre-loading)

    用户所写的一般类是按需加载的(load-on-demand)按需加载，依需求加载的优点是节省内存，但是仍有其缺点。举例来说，当程序第一次用到该类别的时候，系统就必须花一些额外的时间来加载该类别。



3.2.   使JAVA程序更有动态性的方法有两种

1)implicit隐式,即利用实例化才载入的特性来动态载入class

2)explicit显式方式,又分两种方式:

_      java.lang.Class的forName()方法

_      java.lang.ClassLoader的loadClass()方法



第一种方法: Class.forName() 加载类

一个是只有一个参数的:

    public static Class forName(String className)

一个是需要三个参数的:

    public static Class forName(String name, boolean initialize,ClassLoader loader)



这两个方法，最后都是连接到原生方法forName0()，

其宣告如下:

private static native Class forName0(String name,boolean initialize, ClassLoader loader) throws ClassNotFoundException;



只有一个参数的forName()方法，最后调用的是:

    forName0(className, true,ClassLoader.getCallerClassLoader());

    ClassLoader.getCallerClassLoader() 来取得加载呼叫他的类别所使用的类别加载器，是一个private 的方法，所以我们无法自行叫用。



具有三个参数的forName()方法，最后调用的是:

    forName0(name, initialize, loader);

不管您使用的是new 来产生某类别的实例、或是使用只有一个参数的forName()方法，内部都隐含了”加载类别+呼叫静态初始化区块”的动作。



static块在什么时候执行?

    1)当调用forName(String)载入class时执行,如果调用ClassLoader.loadClass并不会执行.forName(String,false,ClassLoader)时也不会执行.

    2)如果载入Class时没有执行static块则在第一次实例化时执行.比如new ,Class.newInstance()操作

    3)static块仅执行一次



第二种:直接使用ClassLoader 类别的loadClass() 方法来加载类

此方式只会把类加载至内存，并不会调用该类别的静态初始化区块，而必须等到第一次实例化该类别时，该类别的静态初始化区块才会被叫用。

这种情形与使用Class 类别的forName()方法时，第二个参数传入false 几乎是相同的结果。



Class类的实例.

4.   Class类的实例.

_      Class类无法手工实例化,当载入任意类的时候自动创建一个该类对应的Class的实例,

_      某个类的所有实例内部都有一个栏位记录着该类对应的Class的实例的位置.,

_      每个java类对应的Class实例可以当作是类在内存中的代理人.所以当要获得类的信息(如有哪些类变量,有哪些方法)时,都可以让类对应的Class的实例代劳。

       java的Reflection机制就大量的使用这种方法来实现

_      每个java类都是由某个classLoader(ClassLoader的实例)来载入的,因此Class类别的实例中都会有栏位记录他的ClassLoader的实例,如果该栏位为null,则表示该类别是由bootstrap loader载入的(也称root laoder),bootstrap loader不是java所写成,所以没有实例.



5.   Java启动过程

         当我们在命令行输入java xxx.class 的时候，java.exe 根据我们之前所提过的逻辑找到了JRE(Java Runtime Environment) ，

    接着找到位在JRE 之中的jvm.dll( 真正的Java 虚拟机)，最后加载这个动态联结函式库，启动Java 虚拟机。

    虚拟机一启动，会先做一些初始化的动作，比方说抓取系统参数等。一旦初始化动作完成之后，就会产生第一个类别加载器，

    即所谓的Bootstrap Loader，Bootstrap Loader 是由C++ 所撰写而成(所以前面我们说，以Java的观点来看，逻辑上并不存在Bootstrap Loader 的类别实例，所以在Java 程序代码里试图印出其内容的时候，我们会看到的输出为null)，这个Bootstrap Loader所做的初始工作中，

   

除了也做一些基本的初始化动作之外

    最重要的就是加载定义在sun.misc 命名空间底下的Launcher.java 之中的ExtClassLoader，并设定其Parent 为null，代表其父加载器为Bootstrap Loader 。

    然后Bootstrap Loader ,再要求加载定义于sun.misc 命名空间底下的Launcher.java 之中的AppClassLoader，并设定其Parent 为之前产生的ExtClassLoader 实例。



    这里要请大家注意的是，Launcher$ExtClassLoader.class与Launcher$AppClassLoader.class 都是由Bootstrap Loader 所加载，所以Parent 和由哪个类别加载器加载没有关系，AppClassLoader 和ExtClassLoader 都是URLClassLoader 的子类别。





6.   Classloader的加载路径


AppClassLoader：

    由于它是URLClassLoader 的子类别，所以它们也应该有URL 作为搜寻类别档的参考AppClassLoader 所参考的URL 是从系统参数java.class.path 取出的字符串所决定，

    而java.class.path 则是由我们在执行java.exe 时，

    利用 –cp 或-classpath 或CLASSPATH 环境变量所决定。

搜寻路径：

    在预设情况下，AppClassLoader的搜寻路径为”.”( 目前所在目录)，

    如果使用-classpath 选项(与-cp 等效)，就可以改变AppClassLoader 的搜寻路径，

    如果没有指定-classpath 选项，就会搜寻环境变量CLASSPATH 。

    如果同时有CLASSPATH 的环境设定与-classpath 选项，则以-classpath 选项的内容为主，CLASSPATH 的环境设定与-classpath 选项两者的内容不会有加成的效果。



ExtClassLoader：

    也有相同的情形，不过其搜寻路径是参考系统参数java.ext.dirs



Bootstrap Loader：

   用sun.boot.class.path来搜寻类别的路径



特别注意：

_      是否加载子目录

    AppClassLoader 与Bootstrap Loader 不会递归式地搜寻这些位置下的其他路径或其他没有被指定的JAR 文件。

    ExtClassLoader，所参考的系统参数是java.ext.dirs，意思是说，他会搜寻底下的所有JAR 文件以及classes 目录。

_      启动后是否可以改变

    AppClassLoader 与ExtClassLoader 在整个虚拟机之中只会存有一份，一旦建立了，其内部所参考的搜寻路径将不再改变，也就是说，即使我们在程序里利用System.setProperty() 来改变系统参数的内容，仍然无法更动AppClassLoader 与ExtClassLoader 的搜寻路径



委拖模型：类加载器有加载类别的需求时，会先请示其Parent 使用其搜寻路径帮忙加载，如果Parent 找不到，那么才由自己依照自己的搜寻路径搜寻类别。





7.   JVM 的调试特性

详细输出

    可以用 -verbose 命令行选项打开 IBM JVM 的详细输出。当某些事件发生的时候（例如，类装入时），详细输出会在控制台上显示信息。要想得到额外的类装入信息，可以用详细类输出。

    可以用 -verbose:class 选项启动这个模式。

解释详细输出
详细输出列出已经打开的所有 JAR 文件，包括到这些 JAR 的完整路径。下面是一个示例：

...

[Opened D:\jre\lib\core.jar in 10 ms]

[Opened D:\jre\lib\graphics.jar in 10 ms]

...[size=small][/size]

ps补充：
在2004年9月，是Java最近的一次发布--J2SE 5.0（内部版本号1.5.0），代号\"Tiger\"，现已提供公开下载。Tiger包含了从1996年发布1.0版本以来的最重大的更新，其中包括泛型支持、基本类型的自动装箱、改进的循环、枚举类型、格式化I/O及可变参数。

　　Java虚拟机（JVM）是一个软件规范，相关软件有责任遵守它，以运行编译为Java字节码的程序。JVM是一个抽象的计算机制，并独立于操作系统，具有编译后的程序体积小、可防止执行恶意代码等特点，其没有预先假设基于任何特定的实现技术，不管是硬件还是操作系统。通常我们有几个常用的JVM软件，其32位与64位版本性能有所不同，但它们都包括JIT编译器和垃圾回收功能（GC）。

　　JIT编译器从JDK 1.0.2开始就是JVM的一部分了，当时Java只是用于浏览器客户端动态效果显示的一种技术。JIT编译器实现了程序执行之前Java字节码到硬件机器码的动态翻译，其背后的思想在于，相比Java源代码，字节码更小也更容易编译，但付出的代价是需要在Java字节码编译为机器码时花上一点时间，但与直接把Java源代码编译为机器码相比，时间还是少得多的。在32位与64位的JVM中，相应的JIT在把Java字节码编译为最终的机器码时，所花的时间稍微有所不同，但还能进行一些优化；另外，在IBM与Sun这两个版本的客户端与服务端程序上，总体性能也会有所不同。 网管有家bitscn.net

　　垃圾回收是一种自动内存管理系统，它会收回对象不再需要使用的内存。从软件工程的角度来看，垃圾回收最大的一个好处就是--程序员不用再操心那些低级的内存管理细节了。同时，垃圾回收也去除了源代码中两个最大的bug--内存未释放（内存泄漏）与过早释放（指针崩溃）。内存回收在Java程序运行期间占了一个很重要的部分，因为它必须被经常执行以释放对象不再访问的Java堆。由于在32位与64位平台上，Java堆中的数据大小会有所变化，所以会因为32位与64位JVM的性能差异，导致相应垃圾回收的性能也会有所不同。