第7章虚拟机类加载机制
类加载的三种方式
类加载的三种⽅式类加载分为动态加载和静态加载。
动态加载是从外存储器中加载类，⼀般类加载机制分析的也是动态加载。
⽽静态加载本质上是从内存中创建类的实例对象，此时类已经被加载到内存中。
⼀.静态加载通过new关键字来创建Test的实例对象。
⼆.动态加载1.通过Class.forName()来加载类，然后调⽤类的newInstance()⽅法实例化对象。
2.通过类加载器的loadClass()⽅法来加载类，然后调⽤类的newInstance()⽅法实例化对象。
这⾥有⼏个需要⽐较的地⽅：1.通过new关键字实例化类的对象和通过Class.forName()加载类是当前类加载器，即this.getClass.getClassLoader，只能在当前类路径或者导⼊的类路径下寻找类。
⽽⽤指定的classLoader来加载类可以从当前路径外寻找类，这⾥的classLoader甚⾄可以⽤户⾃定义。
2.我们知道类加载机制的三个过程主要是加载-->连接-->初始化。
Class.forName()实际调⽤的是Class.forName(className,true,this.getClass.getClassLoader)，第⼆个参数表⽰加载完后是否⽴即初始化，第三个参数即前⽂提到的表⽰是当前类加载器。
classLoader.loadClass()实际调⽤的是classLoader.loadClass(className,false)，第⼆个参数表⽰加载完成后是否连接，即⽤此⽅法加载类，加载完成后不会去初始化，⽽⽤Class.forName()加载类加载完成后可以被初始化。
所以有些类如果加载完成后需要⽴即被初始化则必须使⽤Class.forName()。
例如在加载数据库驱动时，⼀般⽤Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver")。
这是因为该驱动有⼀个在静态代码块中注册驱动的过程，所以需要被初始化。
java虚拟机的工作原理
java虚拟机的工作原理Java虚拟机（JVM）是Java程序运行的环境，它负责解释和执行Java字节码。
JVM的工作原理可以分为三个主要的部分：类加载、字节码执行和垃圾回收。
1.类加载：JVM通过类加载器将Java字节码加载到内存中。
类加载器根据类路径在文件系统或网络中查找并读取字节码文件，然后将其转化为JVM运行时数据结构，如类和方法的元数据。
加载完成后，JVM会在方法区中存储类的元数据，并在堆中分配内存来存储类的实例。
2.字节码执行：3.垃圾回收：JVM提供垃圾回收机制来自动释放不再使用的内存。
JVM会跟踪每个对象的引用，当一个对象没有引用时，即被视为垃圾。
垃圾回收器定期执行垃圾收集操作，释放垃圾对象占用的内存。
垃圾回收器有不同的实现策略，如标记-清除、引用计数、复制、标记-整理等。
除了以上三个主要的部分，JVM还包含其他组件，如堆内存、栈、方法区等。
堆内存用于存储对象实例，栈用于存储局部变量和方法调用参数，方法区用于存储类的元数据和静态数据。
JVM的工作过程如下：1. 通过类加载器加载Java字节码。
2.解释执行或JIT编译字节码。
3.根据需要进行垃圾回收和内存管理。
4.执行程序。
JVM的优点是跨平台性、自动内存管理和高性能。
通过JVM，Java程序可以在不同的硬件和操作系统上运行，无需修改源代码。
JVM的自动内存管理功能减轻了开发人员对内存管理的负担，避免了内存泄漏和越界访问等错误。
JVM的即时编译技术能够将热点代码优化为本地机器代码，提高程序的执行效率。
在实际的Java应用开发中，了解JVM的工作原理有助于编写高效的代码和解决性能问题。
开发人员可以通过调整JVM参数、选择合适的垃圾回收器和内存分配策略来优化程序的性能。
同时，了解JVM的工作原理还有助于理解虚拟机层面的问题和调优技巧，提升应用的可靠性和稳定性。
jvm原理
JVM 原理解释JVM 全称是 Java Virtual Machine ，Java 虚拟机，这个 JVM 你是看不到的，它存在内存中。
我们知道计算机的基本构成是：运算器、控制器、存储器、输入和输出设备，那这个 JVM 也是有这成套的元素，运算器是当然是交给硬件 CPU 还处理了，只是为了适应“一次编译，随处运行”的情况，需要做一个翻译动作，于是就用了JVM 自己的命令集，JVM 的命令集则是可以到处运行的，因为 JVM 做了翻译，根据不同的CPU ，翻译成不同的机器语言。
JVM 是一个内存中的虚拟机，那它的存储就是内存了，我们写的所有类、常量、变量、方法都在内存中。
JVM 的组成部分Class Loader 类加载器类加载器的作用是加载类文件(.class)到内存，Class Loader 加载的 class 文件是有格式要求的。
类加载的最终产品是位于运行时数据区的堆区的Class对象。
Class对象封装了类在方法区内部的数据结构。
并且向JAVA程序提供了访问类在方法区内的数据结构。
JVM加载class文件的原理机制1. Java 中的所有类，必须被装载到 JMV 中才能运行，这个装载工作是由 JVM 中的类装载器完成的，类装载器所做的工作实质是把类文件从硬盘读取到内存中。
2. Java中的类大致分为三种：a) 系统类b) 扩展类c) 由程序员自定义的类3. 类装载方式，有两种：a) 隐式装载，程序在运行过程中当碰到通过 new 等方式生成对象时，隐式调用类装载器加载对应的类到jvm中。
b) 显式装载，通过 class.forname() 等方法，显式加载需要的类。
4. 类加载的动态性体现一个应用程序总是由n多个类组成，Java 程序启动时，并不是一次把所有的类全部加载后再运行，它总是先把保证程序运行的基础类一次性加载到 JVM 中，其它类等到 JVM 用到的时候再加载，这样的好处是节省了内存的开销。
jvm 打印类加载 参数
jvm 打印类加载参数JVM（Java虚拟机）是Java程序的运行环境，它扮演着将Java字节码转换为机器码并执行的关键角色。
在Java应用程序启动时，JVM会负责加载类并执行相应的操作。
本文将深入探讨JVM的类加载过程，并分析其中的参数。
一、类加载概述在Java中，类是代码的基本组织单元，它被封装在Java源文件中，并经过编译为字节码文件（.class）。
类加载是将字节码文件加载到JVM中并转换为可执行代码的过程。
JVM的类加载机制具有懒加载的特点，即在需要使用某个类时才会加载它。
二、类加载过程1.加载（Loading）：将字节码文件加载到JVM中，它可以通过文件系统、网络等方式获取字节码文件。
加载后的类会被存放在方法区（Method Area）中，并被分配一个唯一的类加载器实例。
2.链接（Linking）：链接分为三个阶段，包括验证（Verification）、准备（Preparation）和解析（Resolution）。
- 验证：确保字节码文件符合JVM规范，不包含安全漏洞。
- 准备：为类的静态变量分配内存，并设置默认初值。
- 解析：将符号引用转换为直接引用，以便JVM能够快速访问到类、方法和字段。
3.初始化（Initialization）：执行类的初始化代码，包括静态变量赋值和静态块的执行。
初始化是类加载过程中的最后一步，只有当类被使用时才会触发。
三、类加载参数1.-verbose:class该参数用于打印类加载的详细信息，包括类的加载、链接和初始化过程。
通过查看该输出信息，可以了解到类加载器的工作情况，以及类加载的顺序和时间等。
2.-Xbootclasspath/a:path该参数用于指定引导类加载器搜索类的路径。
在Java应用程序启动时，引导类加载器会先搜索这个路径下的类，如果找到了对应的类，则直接加载，不再使用默认的搜索路径。
这个参数可以用来加载自定义的类或者覆盖JDK中的类。
3.-Xms<size>和-Xmx<size>这两个参数用于指定JVM的初始堆大小和最大堆大小。
classloader运行机制
ClassLoader是Java中的类加载器，它的主要工作是将Class加载到JVM中。
以下是其运行机制：
1. 父优先加载机制：ClassLoader采用了一种“父优先”的等级加载机制，也就是说，当一个类需要被加载时，ClassLoader会首先检查它的父类是否已经被加载。
如果父类已经被加载，那么就直接使用父类的类对象；如果父类还没有被加载，那么就先加载父类，然后再加载当前类。
这种机制也适用于同一加载器中加载的类之间的依赖关系。
2. 类加载过程：当一个类需要被加载时，ClassLoader会首先找到这个类的class文件，并把这个文件包含的字节码加载进内存。
然后，它会对这些字节码进行解析和初始化。
在解析过程中，ClassLoader 会将类字节码重新解析成JVM统一要求的对象格式，并生成类的Class对象。
3. 显示和隐式加载：ClassLoader有两种加载方式：显示加载和隐式加载。
隐式加载是指不需要代码调用类加载器加载需要的类，而是通过JVM自动加载。
显示加载则需要调用类加载器来加载类。
比如，使用类Class中的forName()方法、ClassLoader中的loadClass()方法或findSystemClass()方法等来加载类。
总的来说，ClassLoader在Java中扮演着非常重要的角色，它负责将Class加载到JVM中，并审查每个类应该由谁来加载，以及将类字节码重新解析成JVM统一的对象格式。
Java虚拟机加载机制浅析
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系统的 安全性和 程序的 可读性 。 卡 对于 隐式 加载 的就 是我 们不 经常 用到 ¨ 【ｏ ｄ ｄ Ｌ ａ ｅ Ｍ ａｎＣｌｓ ｆｏ ｉ ａ ｓ ｒ ｍ ｆｌ ： ｉｅ ／Ｃ： 的显 示加 载 。所谓 显示加 载就 是有 程序 员 自 ／ 证了Ｊｖ ａ ａ语言 的平 台独立性 。 Ｄｏ ｕ ｎ ｓ ０ ｎ ％２ Ｓ ｔｉ ｇ ／ ｕ ｎ ｍｉ ｇ 己写程序把 需要的类加 载到 内存 当中 ， ｃ ｍｅ ｔ％２ ａ ｄ ０ ｅｔｎ ｓ ｈ ａ ｇ ｎ ／ 下面我 ２ Ｊ ｖ 动态加载过程 ａａ ｗｏ ｋ ｐ ｃ ／Ｖ ｒ ｏｅ ｓ／Ｉ ｒ ｓ ａ ｅ ｅ ｂ ｓＴｅｔ 们 看～ 段程 序 ： 【 ｏａ ｄ Ｃｌｓ Ａ ｆ ｏ Ｌ ｄｅ ａ ｓ ｒ ｍ ｆｌ ／Ｃ： ｉｅ： ／ Ｊ Ｍ 要 解释 ｊ ｖ 字节 码 ， 必须 对所 需 Ｖ ａａ 就 ｃ ｓ Ｔ ｓＣ ａｓ ｌ ｓ ｅｔ ｌｓ｛ ａ Ｄｏ ｕ ｎ ｓ ０ ｎ ％２ Ｓ ｔｉｇ ／ｈ ａ ｇ ｎ ／ ｃ ｍｅ ｔ％２ ａ ｄ ０ ｅ ｔ ｓ ｕ ｎ ｍｉ ｇ ｎ 的类 和接 口执 行如下 ３ 步操 作 ： ｐ ｂｉ ｏｄ ｐ ｉｔ） ｕ ｌ ｖ ｉ ｒｎ （｛ ｃ Ｓｙｓｔ ｅｍ ， ｏｕｔ． ｉ ｉ Ｔ ｅｓ Ｃｌ ｓ ｐｒ ｎｔ ｎ ｔ ａｓ （） ｗ ： １ 载 Ｊ 在加载 类时 ， ３ ＶＭ 会查找该类或 ｗｏ ｋ ｐ ｃ ／ ｒ ｏ ｅ ｅ ｔ ｒ ｓ ａ ｅ Ｖｅｂ ｓ Ｔ ｓ／Ｊ
JVM运行机制及其原理
JVM运行机制及其原理JVM（Java Virtual Machine）是Java虚拟机的缩写，是运行Java 字节码的虚拟计算机。
它是Java平台的核心组件，负责在不同的操作系统上执行Java程序。
JVM运行机制主要包括类加载、字节码解释、即时编译、垃圾收集等过程，下面将详细介绍JVM运行机制及其原理。
1.类加载当一个Java程序被运行时，JVM会首先加载程序的主类，然后根据程序的依赖关系逐步加载相关的类。
类加载过程主要分为加载、验证、准备、解析和初始化几个阶段：-加载：通过类加载器将类文件加载到内存中。
- 验证：确保加载的类符合Java语言规范和JVM规范。
-准备：为类的静态变量分配内存并初始化为默认值。
-解析：将符号引用转换为直接引用。
-初始化：执行类的初始化方法。
2.字节码解释加载完类文件后，JVM会通过解释器将字节码文件逐条解释执行，将每条字节码翻译成对应的机器代码并执行。
这种方式简单直接，但效率较低，适用于少量代码和频繁切换的情况。
3.即时编译4.垃圾收集JVM还负责管理程序的内存，包括分配内存、回收无用内存等。
在Java中，内存是通过堆和栈来管理的，堆用于存放对象实例，栈用于存放基本数据类型和方法调用。
JVM通过垃圾收集器来管理堆内存，自动回收不再使用的对象，并将内存释放出来供其他对象使用。
5.类加载器类加载器是JVM的重要组成部分，负责加载class文件，并将其转换成JVM可以识别的数据结构。
JVM中存在多个类加载器，分为三个级别：启动类加载器、扩展类加载器和应用程序类加载器。
类加载器采用双亲委派模型，当需要加载一个类时，先委托给父类加载器加载，只有当父类加载器无法找到类时，才由自己加载。
6.内存模型JVM中的内存分为程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈、堆、方法区等几部分。
程序计数器记录当前指令执行的位置；虚拟机栈用于存放局部变量表和操作数栈；本地方法栈用于支持本地方法调用；堆用于存放对象实例；方法区用于存放类信息、静态变量等。
jvm 的原理
jvm 的原理JVM（Java Virtual Machine）是一种能够执行Java字节码的虚拟机。
它是Java技术的核心，负责将Java源代码编译为平台无关的字节码，并在不同的操作系统上执行这些字节码。
JVM的原理可以简单概括为以下几个方面：1. 类加载：JVM首先通过类加载器加载Java源代码编译生成的字节码文件。
类加载器将字节码文件加载到JVM中，并解析字节码文件的结构，创建对应的类模板。
2. 内存管理：JVM将内存划分为不同的区域，包括堆、栈、方法区等。
其中，堆是用于存储对象实例的区域，栈用于存储方法的调用栈，方法区则存储类的元数据信息。
JVM通过垃圾回收机制自动管理堆内存，释放不再使用的对象。
3. 即时编译：JVM在执行字节码时，会将热点代码（即频繁执行的代码）通过即时编译器（Just-In-Time Compiler）编译为本地机器码，以提高执行效率。
即时编译器会根据运行时的情况进行优化，如方法内联、循环展开等。
4. 解释执行：对于非热点代码，JVM会使用解释器将字节码逐条解释执行。
解释器将字节码转换为机器码并执行，但执行效率相对较低。
5. 安全机制：JVM提供了安全管理器（Security Manager）来保护系统安全。
安全管理器可以控制JVM对外部资源的访问权限，防止恶意代码对系统造成破坏。
6. 异常处理：JVM提供了异常处理机制来处理程序中的异常情况。
当程序发生异常时，JVM会根据异常处理器（Exception Handler）的配置，选择相应的处理方式，如打印异常信息、捕获并处理异常等。
7. 多线程支持：JVM支持多线程并发执行。
它通过线程调度器（Thread Scheduler）来调度各个线程的执行顺序，实现多线程的并发执行。
8. 跨平台性：由于JVM将字节码作为中间语言，可以在不同的操作系统上执行Java程序。
这使得Java具有较好的跨平台性，只需在不同平台上安装对应的JVM即可。
java热加载原理
java热加载原理
Java热加载原理
Java热加载是指在应用程序运行过程中，动态地更新类的定义，而无
需重新启动应用程序。
这种技术可以提高应用程序的可用性和灵活性，同时也可以减少应用程序的停机时间。
Java热加载的原理是通过Java虚拟机（JVM）的类加载器实现的。
在Java中，类加载器负责将类加载到JVM中，并将其转换为可执行代码。
当应用程序需要使用一个类时，JVM会检查该类是否已经加载到内存中。
如果没有加载，则会调用类加载器来加载该类。
在Java热加载中，类加载器会监视类文件的变化。
当类文件发生变化时，类加载器会重新加载该类，并将其转换为可执行代码。
这样，应
用程序就可以使用最新的类定义，而无需重新启动应用程序。
Java热加载的实现方式有多种，其中最常见的方式是使用Java的反射机制。
反射机制允许程序在运行时动态地获取类的信息，并调用类的
方法。
通过反射机制，程序可以在运行时重新加载类，并更新类的定义。
Java热加载的优点是可以提高应用程序的可用性和灵活性。
例如，在一个Web应用程序中，如果需要更新一个类的定义，传统的方式是停止应用程序，更新类文件，然后重新启动应用程序。
这样会导致应用程序的停机时间较长，影响用户体验。
而使用Java热加载技术，可以在不停止应用程序的情况下更新类的定义，从而减少应用程序的停机时间。
总之，Java热加载是一种非常有用的技术，可以提高应用程序的可用性和灵活性。
通过了解Java热加载的原理和实现方式，开发人员可以更好地利用这种技术，从而提高应用程序的性能和用户体验。
从Java的类加载机制谈起：聊聊Java中如何实现热部署（热加载）
从Java的类加载机制谈起：聊聊Java中如何实现热部署（热加载）⼀ class的热替换ClassLoader中重要的⽅法loadClassClassLoader.loadClass(...)是ClassLoader的⼊⼝点。
当⼀个类没有指明⽤什么加载器加载的时候，JVM默认采⽤AppClassLoader加载器加载没有加载过的class，调⽤的⽅法的⼊⼝就是loadClass(…)。
如果⼀个class被⾃定义的ClassLoader加载，那么JVM也会调⽤这个⾃定义的ClassLoader.loadClass(…)⽅法来加载class内部引⽤的⼀些别的class⽂件。
重载这个⽅法，能实现⾃定义加载class的⽅式，抛弃双亲委托机制，但是即使不采⽤双亲委托机制，⽐如ng包中的相关类还是不能⾃定义⼀个同名的类来代替，主要因为JVM解析、验证class的时候，会进⾏相关判断。
defineClass系统⾃带的ClassLoader，默认加载程序的是AppClassLoader，ClassLoader加载⼀个class，最终调⽤的是defineClass(…)⽅法，这时候就在想是否可以重复调⽤defineClass(…)⽅法加载同⼀个类(或者修改过)，最后发现调⽤多次的话会有相关错误:ng.LinkageErrorattempted duplicate class definition所以⼀个class被⼀个ClassLoader实例加载过的话，就不能再被这个ClassLoader实例再次加载(这⾥的加载指的是，调⽤了defileClass(…)放⽅法，重新加载字节码、解析、验证。
)。
⽽系统默认的AppClassLoader加载器，他们内部会缓存加载过的class，重新加载的话，就直接取缓存。
所与对于热加载的话，只能重新创建⼀个ClassLoader，然后再去加载已经被加载过的class⽂件。
⼆ class卸载在Java中class也是可以unload。
Java虚拟机(JVM)面试题-51道
4. 说一下 JVM由那些部分组成，运行流程是什么？JVM包含两个子系统和两个组件: 两个子系统为Class loader(类装载)、Execution engine(执行引擎)；两个组件为Runtime data area(运行时数据区)、Native Interface(本地接口)。
Class loader(类装载)：根据给定的全限定名类名(如：ng.Object)来装载class文件到Runtime data area中的method area。
Execution engine（执行引擎）：执行classes中的指令。
Native Interface(本地接口)：与native libraries交互，是其它编程语言交互的接口。
Runtime data area(运行时数据区域)：这就是我们常说的JVM的内存。
程序计数器（Program Counter Register）：当前线程所执行的字节码的行号指示器，字节码解线程A在看直播突然，线程B来了一个视频电话，就会抢夺线程A的时间片，就会打断了线程A，线程A 就会挂起解析栈帧：1. 局部变量表：是用来存储我们临时8个基本数据类型、对象引用地址、returnAddress类型。
（returnAddress中保存的是return后要执行的字节码的指令地址。
）2. 操作数栈：操作数栈就是用来操作的，例如代码中有个 i = 6*6，他在一开始的时候就会进行操作，读取我们的代码，进行计算后再放入局部变量表中去3. 动态链接：假如我方法中，有个 service.add()方法，要链接到别的方法中去，这就是动态链接，存储链接的地方。
4. 出口：出口是什呢，出口正常的话就是return 不正常的话就是抛出异常落一个方法调用另一个方法，会创建很多栈帧吗？答：会创建。
如果一个栈中有动态链接调用别的方法，就会去创建新的栈帧，栈中是由顺序的，一个栈帧调用另一个栈帧，另一个栈帧就会排在调用者下面栈指向堆是什么意思？栈指向堆是什么意思，就是栈中要使用成员变量怎么办，栈中不会存储成员变量，只会存储一个应用地址递归的调用自己会创建很多栈帧吗？答：递归的话也会创建多个栈帧，就是在栈中一直从上往下排下去8. 你能给我详细的介绍Java堆吗?（重点理解）java堆（Java Heap）是java虚拟机所管理的内存中最大的一块，是被所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。
JAVA类加载过程详解
JAVA类加载过程详解Java类加载是指将Java源文件编译成字节码文件，并将字节码文件加载到JVM中执行的过程。
Java的类加载机制具有动态性和延迟性，能够在程序运行过程中动态加载和卸载类，并且只有在首次使用时才会将类加载到内存中。
Java类加载过程主要包括以下几个步骤：1. 加载（Loading）：将类的字节码文件加载到JVM中的方法区中，并形成一个Class对象。
加载类的过程是通过类加载器完成的，Java提供了三种类加载器：启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）、扩展类加载器（Extension ClassLoader）和应用类加载器（Application ClassLoader），它们之间形成了父子关系。
启动类加载器负责加载JVM自身需要的类，扩展类加载器负责加载JRE扩展目录中的类，应用类加载器负责加载用户自定义类。
类加载器之间通过委托机制来完成类的加载，即先委托父加载器进行加载，如果父加载器无法完成加载，再由子加载器自己去加载。
2. 链接（Linking）：将类的符号引用解析为直接引用，并进行校验。
符号引用是指在编译阶段通过类或接口的全限定名来引用其他类或接口，直接引用是指直接指向内存中已经加载的类的指针。
链接过程主要包括三个阶段：验证（Verification）、准备（Preparation）和解析（Resolution）。
验证：对字节码文件进行验证，确保字节码文件的正确性，比如检查魔数是否正确、类的版本是否合法、字段是否存在等。
准备：为静态字段分配内存，并初始化为默认值。
静态字段和实例字段存放在不同的内存区域，准备阶段只分配内存，不会进行初始化。
解析：将类的符号引用解析为直接引用，解析过程主要是根据类的全限定名查找类的字节码文件，并将字节码文件加载到内存中。
3. 初始化（Initialization）：对类的静态字段进行初始化，并执行静态代码块。
此时，类的字节码文件已经加载到内存中，并创建了对应的Class对象，但还未创建类的实例。
JVM工作原理
JVM工作原理JVM（Java Virtual Machine）是Java虚拟机的缩写，是Java程序运行的基础。
它是一个抽象的计算机，通过解释和执行Java字节码来实现Java程序的运行。
JVM的工作原理涉及到类加载、字节码解释和执行、垃圾回收等多个方面。
1. 类加载在JVM中，类的加载是指将类的字节码文件加载到内存中，并对其进行校验、准备和解析的过程。
类加载器负责将类文件加载到内存，并生成对应的Class对象。
JVM内置了三个类加载器：启动类加载器、扩展类加载器和应用程序类加载器。
启动类加载器负责加载核心类库，扩展类加载器负责加载Java的扩展类库，应用程序类加载器负责加载应用程序的类。
2. 字节码解释和执行在类加载完成后，JVM会将类的字节码文件解释成机器码，并按照一定的顺序执行。
字节码解释和执行是JVM的核心功能之一。
JVM采用解释执行的方式，通过解释器逐行解释字节码并执行相应的操作。
这种方式的好处是跨平台，但执行效率相对较低。
3. 即时编译为了提高执行效率，JVM还引入了即时编译（Just-In-Time Compilation，JIT）技术。
即时编译器可以将热点代码（被频繁执行的代码）编译成本地机器码，以提高执行速度。
JIT编译器会监测程序的执行情况，当发现某段代码被频繁执行时，就会将其编译成机器码，并替换原来的解释执行代码。
4. 内存管理和垃圾回收JVM负责管理程序运行时的内存，包括堆内存和栈内存。
堆内存用于存储对象实例，栈内存用于存储方法调用和局部变量等。
JVM通过垃圾回收机制来自动管理内存的分配和释放。
垃圾回收器会定期扫描堆内存，标记并清理不再使用的对象，释放内存空间。
5. 运行时数据区域JVM将内存划分为不同的运行时数据区域，包括方法区、堆、栈、程序计数器和本地方法栈等。
方法区用于存储类的结构信息、常量池等。
堆用于存储对象实例。
栈用于存储方法的调用和局部变量等。
程序计数器用于记录当前线程执行的字节码指令地址。
java虚拟机的原理
java虚拟机的原理Java虚拟机的原理是在计算机系统内部，使用一种定义好的标准（语言）来描述代码程序，以此来实现对某种特定类型（操作系统或平台）硬件平台的软件解析。
它作为一种抽象层，能够在操作系统之上运行，成为一个独立的应用程序。
一般来说，Java虚拟机有三个部分组成，分别是虚拟机运行时（Virtual Machine Runtime）、虚拟机类加载器（Virtual Machine Class Loader）和虚拟机执行环境（Virtual Machine Execution Environment）。
其中，虚拟机运行时是用来处理并执行Java字节码的，它包含了一个不断运行的程序，来处理传入的Java字节码；而虚拟机类加载器，则用来加载Java类并将其转换为虚拟机可以识别的格式，最后虚拟机执行环境则是接受虚拟机运行时处理过的Java字节码，然后用相应的指令集来执行Java字节码，以此来实现实际的程序逻辑。
下面我们就进一步来看看Java虚拟机的工作流程：首先，将Java源代码编译成字节码文件，例如.class文件，这些.class文件就是最终要运行在Java虚拟机上的文件；然后，Java虚拟机接管文件，即将.class文件作为输入，经过一系列的处理；接着，虚拟机类加载器就会根据被处理后的.class文件，把该文件当前的状态（比如类属性、方法、实例变量等）加载到内存中；随后，虚拟机内部可以开始运行，大致可以分为3个步骤：第一步，当所要执行的代码被加载到内存之后，就可以开始把字节码文件中的指令转化为实际的机器指令；第二部，虚拟机将会按照顺序一条条执行这些机器指令；最后，当代码被执行完成之后，虚拟机可能会返回一些执行结果，也可能会返回一个错误代码，这取决于前面的程序有没有正确执行。
总的来说，Java虚拟机的原理就是将一些高级语言（比如java）编译成一些中间语言（字节码），然后再在虚拟机上将字节码转换为机器指令，最终执行代码程序。
java虚拟机底层原理
java虚拟机底层原理Java虚拟机（JVM）是一种在Java编程语言中使用的虚拟机，它能够执行Java 字节码并提供了一个运行环境，使得Java程序可以在各种不同的硬件平台上运行。
JVM的底层原理包括以下几个方面：1. 内存管理JVM中的内存管理包括堆、栈、方法区等区域的划分和分配。
其中堆用于存储对象实例，栈用于存储方法调用和局部变量，方法区用于存储类信息、常量等。
JVM通过内存分配器来实现内存的分配和回收，常用的内存分配器有基于指针的分配器和基于垃圾回收的分配器。
2. 类加载JVM中的类加载包括类的装载、验证、准备、解析和初始化等阶段。
在类加载过程中，JVM会根据类的元数据，将字节码文件加载到内存中，并生成一个表示该类的Class对象。
类加载过程中需要进行各种验证和检查，以确保类的安全性和正确性。
3. 垃圾回收JVM中的垃圾回收用于清除不再使用的对象，以释放内存空间。
JVM通过垃圾回收器来管理内存的回收和释放，常用的垃圾回收器有关联式垃圾回收器、标记-清除垃圾回收器、复制垃圾回收器等。
垃圾回收器通过检测不再使用的对象，将其标记为垃圾并进行回收，以释放内存空间。
4. JIT编译JVM中的JIT编译器将Java字节码实时编译为本地机器代码，以提高程序的执行效率。
JIT编译器根据程序的运行情况，对经常执行的热点代码进行优化和编译，使得程序可以更快地执行。
5. 异常处理JVM中的异常处理用于处理程序运行过程中出现的异常情况，以避免程序崩溃。
JVM提供了异常处理机制，当程序发生异常时，JVM会在堆栈中查找合适的异常处理程序，并将控制权转交给该程序进行处理。
6. 多线程JVM中的多线程用于支持多任务并发执行。
JVM提供了线程调度器和线程同步机制，使得程序可以创建多个线程并发执行多个任务。
在多线程编程中，需要注意线程之间的同步和互斥问题，以避免出现死锁等问题。
总之，Java虚拟机的底层原理包括内存管理、类加载、垃圾回收、JIT编译、异常处理和多线程等方面。
Java工作原理
Java工作原理Java是一种广泛使用的编程语言，具有跨平台、面向对象、高性能等特点。
了解Java的工作原理对于开辟人员来说至关重要，下面将详细介绍Java的工作原理。
1. Java虚拟机（JVM）Java程序在运行时需要被编译成字节码，然后由Java虚拟机（JVM）解释执行。
JVM是Java的核心组成部份，它负责将字节码转换为机器码，并提供内存管理、垃圾回收等功能。
JVM的工作原理如下：- 类加载：JVM通过类加载器将字节码加载到内存中，并进行校验、准备和解析等操作。
类加载器按照特定的顺序搜索类文件，并将其加载到内存中。
- 字节码解释执行：JVM将字节码解释为机器码，并逐条执行。
解释执行的优势在于可以实现跨平台的特性，但相对于直接编译成机器码来说，执行效率较低。
- 即时编译（Just-In-Time Compilation）：JVM通过即时编译将热点代码（时常执行的代码）编译成本地机器码，以提高执行效率。
- 内存管理：JVM提供了垃圾回收机制，自动管理内存的分配和释放。
它通过标记-清除、复制、标记-整理等算法来回收再也不使用的对象，以避免内存泄漏和溢出的问题。
2. Java编译器Java源代码需要通过编译器将其转换为字节码，然后才干在JVM上运行。
Java 编译器将源代码分析、语法检查、语义分析等步骤后，生成与平台无关的字节码文件。
Java编译器的工作原理如下：- 词法分析：编译器将源代码分解成一个个的词法单元，如关键字、标识符、运算符等。
- 语法分析：编译器根据语法规则将词法单元组合成语法树，以验证代码的正确性。
- 语义分析：编译器对语法树进行分析，检查变量的声明和使用是否符合规范，进行类型检查等。
- 代码生成：编译器将语法树转换为字节码，并生成与平台无关的字节码文件。
3. Java运行时环境（JRE）JRE是Java程序运行所需的环境，包括JVM和Java类库。
JRE提供了Java程序运行所需的基础设施，如线程管理、文件操作、网络通信等功能。
java classloader工作机制
java classloader工作机制Java ClassLoader是Java虚拟机（JVM）的一个重要组成部分，它负责将Java类加载到JVM中。
在Java中，类是以.class文件的形式存在的，而ClassLoader就是将这些.class文件加载到JVM中的工具。
Java ClassLoader的工作机制可以分为三个步骤：加载、链接和初始化。
1. 加载ClassLoader的第一个任务是加载类。
当Java程序需要使用某个类时，ClassLoader会在类路径中查找该类的.class文件，并将其加载到JVM中。
类路径可以由多个路径组成，包括系统类库、用户自定义类库等。
ClassLoader会根据类的全限定名（包括包名和类名）来查找对应的.class文件。
如果找到了该文件，ClassLoader会将其读入内存，并生成一个对应的Class对象。
这个Class对象包含了该类的所有信息，包括类名、父类、接口、方法、字段等。
2. 链接ClassLoader加载类后，还需要进行链接。
链接分为三个步骤：验证、准备和解析。
验证：ClassLoader会对类进行验证，确保其符合Java语言规范和JVM规范。
验证的内容包括语法检查、语义检查、字节码验证等。
准备：ClassLoader会为类的静态变量分配内存，并设置默认值。
这些静态变量在类加载时就已经存在，而不是在类实例化时才创建。
解析：ClassLoader会将类中的符号引用解析为直接引用。
符号引用是指在类中使用的其他类、方法、字段等的引用，而直接引用是指实际的内存地址。
3. 初始化ClassLoader完成链接后，还需要进行初始化。
初始化是指执行类的静态代码块和静态变量赋值操作。
这些操作只会执行一次，即在类加载时执行。
ClassLoader的工作机制是Java程序运行的基础。
通过ClassLoader，Java程序可以动态加载类，实现插件化、热部署等功能。
Java虚拟机(JVM)的基本原理和优化
Java虚拟机(JVM)的基本原理和优化Java虚拟机(JVM)是Java程序运行的基石，它负责将Java代码编译成机器可以执行的二进制码，并提供内存管理和垃圾回收等方面的支持。
本论文主要介绍JVM的基本原理和优化方法。
一、JVM的基本原理JVM是运行在操作系统上的一个软件，它屏蔽了底层操作系统的硬件差异，使得Java程序可以在不同的操作系统上运行。
JVM主要由三部分组成：类加载器、执行引擎和运行时数据区。
1.类加载器类加载器主要负责将Java源代码编译成字节码(即.class文件)并加载到JVM中。
类加载器分为三种：启动类加载器、扩展类加载器和应用程序类加载器。
启动类加载器加载的是JRE中的核心类库，扩展类加载器加载的是可选的扩展类库，而应用程序类加载器则负责加载应用程序所需的类。
类加载器会将加载的类保存在一块特定的内存区域中，称为方法区(或永久代)。
在类加载器加载一个类时，会首先检查该类是否已经被加载过。
如果已经被加载，则直接返回该类的Class对象；否则，会按照一定的顺序依次执行加载、链接和初始化三个步骤。
2.执行引擎执行引擎负责将Java字节码解释为底层计算机的指令，执行程序。
执行引擎通常采用的两种方式是解释执行和即时编译。
解释执行是指将字节码逐条解释翻译成机器码并执行。
这种方式的优点是可以快速启动，适用于简单的场景；缺点是运行速度慢，占用系统资源多。
即时编译是指将字节码在程序运行的过程中翻译成本地机器码并执行。
这种方式的优点是运行速度快，适用于复杂的场景；缺点是启动时消耗资源多，使用内存较多。
3.运行时数据区运行时数据区是JVM提供的内存管理机制。
它根据Java程序需要使用的内存大小动态地分配和回收内存，包括堆内存、栈内存、方法区(或永久代)以及本地方法栈。
堆内存主要用来存储Java对象，堆内存的大小和JVM的内存上限有关系。
栈内存主要用来存储方法的局部变量和方法调用的相关信息，栈内存的大小通常是固定的。
java虚拟机的工作原理
java虚拟机的工作原理Java虚拟机（Java Virtual Machine，JVM）是一个用于执行Java程序的运行时环境。
它能够将Java源代码编译为字节码，并且在运行时将字节码转换成对应机器指令执行。
Java虚拟机的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 虚拟机启动：当通过命令行或者其他方式启动Java程序时，虚拟机会先进行一些初始化操作，如设置各种参数、加载系统类、创建主线程等。
2. 类加载：在Java中，程序员编写的代码通常会被编译成字节码文件（.class文件），这些字节码文件需要被加载到虚拟机中才能被执行。
类加载器负责将字节码文件加载到虚拟机中，并进行相应的校验和准备工作。
3. 内存分配：在虚拟机启动时，会分配一块内存作为堆内存用于存放对象实例。
虚拟机通过垃圾回收机制来管理这块堆内存，当对象不再使用时，垃圾回收器会自动释放内存空间。
4. 字节码解释/编译执行：虚拟机通过解释器（Interpreter）逐行解释执行字节码文件，并将其转化为对应的机器码。
另外，虚拟机还会使用即时编译器（JIT Compiler）来对热点代码进行优化编译，提高执行效率。
5. 内存回收：在运行过程中，虚拟机会根据垃圾回收算法对堆内存进行垃圾回收操作，释放不再使用的对象所占用的内存空间。
常见的垃圾回收算法有标记-清除算法、复制算法、标记-整理算法等。
6. 异常处理：在Java中，异常是一种常见的错误处理机制。
当出现异常时，虚拟机会捕获并处理它，并根据事先定义的异常处理机制进行处理。
7. 程序结束：当Java程序执行完毕或者发生异常导致程序终止时，虚拟机会做一些清理工作并结束程序的运行。
总结起来，Java虚拟机的工作原理就是通过加载并解释执行字节码，动态分配内存，进行垃圾回收和异常处理等步骤来实现Java程序的运行。
它提供了独立于硬件平台的平台解释能力，并且具有一定的优化和调优机制，使得Java程序能够比较高效地运行。
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虚拟机把描述类的数据从Class文件加载到内存，并对数据进行校验，转换解析和初始化，最终形成可以被虚拟机直接使用的JAVA类型，这就是虚拟机的类加载机制。
类加载的生命周期包括：加载Loading, 验证Verification, 准备Preparation, 解析Resolution, 初始化Initialization, 使用Using和卸载Unloading.除解析阶段外，其他几个阶段的顺序都是固定的。
解析阶段在某些情况下可以在初始化阶段之后再开始，这是为了支持JAVA语言的运行时绑定（动态绑定/晚期绑定）虚拟机规范严格规定了有且只有四种情况必须对类进行初始化（加载，验证，准备自动在之前开始）1.遇到new,getstatic,putstatic,invokestatic这4条字节码指令时，如果类没有进行初始化，则先初始化。
这4个字节码常见的出现场景是：使用new关键字实例化对象的时候，读取或设置静态字段（被final修饰，已在编译期把结果放入常量池的静态字段除外）的时候，以及调用一个类的静态方法的时候。
2.反射调用时3.初始化一个类时，如果其父类还未初始化，则先出发父类初始化。
4.当虚拟机启动时，用户需要指定一个要执行的主类，虚拟机会先初始化这个主类这4种情况称为对类的主动引用，其他情况称为被动引用。
对于访问静态字段，只有直接定义这个字段的类才被初始化，因此通过子类来引用父类中定义的静态字段，只会触发父类的初始化而不会触发子类的初始化。
但是对于HOTSPOT,会触发子类的加载。
通过数组定义引用类，不会触发此类的初始化。
常量在编译阶段会存入调用类的常量池，本质上没有直接引用到定义常量的类，因此不会触发定义常量的类的初始化。
接口的加载和类加载过程稍有不同，接口不能有static代码段，但接口中还是会生成<clinit>()类构造器，用于初始化接口中所定义的成员变量。
一个接口在初始化时，并不要求其父类也初始化了。
类加载的过程加载在加载阶段，虚拟机需要完成以下三件事情：1.通过一个类的全限定名来获取定义此类的二进制字节流。
2.将这个字节流所代表的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构3.在JAVA堆中生成一个代表着各类的ng.Class对象，作为方法区这些数据的访问入口事实上，这三条限定都不是很严格，比如第一条，并没有明确指出通过全限定名从哪里得到二进制流，由此就有很多不同的实现：∙在ZIP包中读取（JAR,EAR,WAR）∙从网络中获取（APPLET）∙运行时计算生成，这种场景使用的最多的就是动态代理技术，在ng.reflect.Proxy中，就是用了ProxyGenerator.generateProxyClass来为特定接口申城$Proxy的代理类的二进制流∙由其它文件生成（jsp）∙从数据库中读取，有些中间件服务器（SAP NETWEAVER)加载阶段完成后，虚拟机外部的二进制流就按照虚拟机所需的格式存储在方法区中，方法区中的数据存储格式由虚拟机实现自行定义。
然后在JAVA堆中实例化一个ng.Class类对象，这个对象将作为程序访问方法区中的这些类型数据的外部接口。
加载阶段与连接阶段的部分内容是交叉进行的，加载阶段尚未完成，连接阶段可能已经开始。
验证验证是连接阶段的第一步，这一阶段的目的是为了确保Class文件的字节流中包含的信息符合当前虚拟机的要求，并却不会危害虚拟机自身的安全。
一些在编译层面上可以控制的事情（比如超边界访问数组，跨类型进行类型对象转换存在时，编译器是拒绝工作的）可以通过直接修改class文件的方式进行破解，这就是验证阶段存在的原因。
按照虚拟机规范，如果验证到输入的字节流不符合Class文件的存储格式，就抛出一个ng.VerifyError异常或其子类异常。
大致分成4个阶段的验证过程：文件格式验证、元数据验证、字节码验证和符号引用验证文件格式验证：比如是否以魔数开头，主次版本号是否在虚拟机可处理范围之内，常量池是否有不支持类型等。
经过这个阶段的验证之后，字节流才会进入内存的方法区进行存储，所以后面的三个验证阶段全部是基于方法区的存储结构进行的。
元数据验证：对字节码描述的信息进行语义分析，以保证其描述的信息符合JAVA语言规范的要求，这个阶段可能包括的验证点有：这个类是否有父类，父类是否集成了不允许继承的类，如果不是抽象类是否实现了其父类或接口中要求实现的所有方法，类中的字段和父类是否有矛盾字节码验证：最复杂的一个解读那，主要工作是进行数据流和控制流分析。
这阶段对类的方法体进行校验分析，保证该方法在运行时不会做出危害JVM安全的行为，例如：保证任意时刻操作数栈的数据类型与指令代码序列都能配合工作，保证跳转指令不会跳转到方法体以外的字节码指令上，保证方法体中的类型转换是有效的。
这个验证并不能保证一定安全（停机问题，通过程序去校验程序逻辑是无法做到绝对准确的）1.6加入StackMapTable功能对这个阶段做了优化，提高速度，但这个StackMapTable也可能被篡改，可以通过启动参数来关闭这个选项。
符号引用验证：这个阶段发生在虚拟机将符号引用转化为直接引用的时候。
这个转化动作将在连接的第三个阶段----解析阶段中发生。
可以看作是对类自身以外的信息进行匹配性的校验。
比如：符号引用中通过字符串描述的全限定名是否能找到对应的类，是否存在所描述的方法和字段。
如果无法通过符号验证，将会抛出一个ng.IncompatibleClassChangeError异常的子类，比如ng.IllegalAccessError,ng.NoSuchFieldError,ng.NoS uchMethodError可以使用启动参数来关闭大部分类验证措施，缩短虚拟机类加载时间。
准备准备阶段是正式为类变量分配内存并设置类变量初始值的阶段，这些内存都将在方法区中进行分配。
这个时候内存分配的仅包括类变量（static变量），不包括实例变量，实例变量将会在对象实例化时随着对象一起分配在java堆中。
其次是这里所说的初始值“通常情况下”是数据类型的零值（随后在初始化阶段生成定义的初值）。
如果该变量被final修饰，将在编译时生成ConstantValue，这样在准备阶段将直接设置成该初值。
解析解析阶段是虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程。
符号引用在CLASS文件中它以CONSTANT_CLASS_INFO, CONSTANT_FIELDREF_INTO, CONSTANT_METHODREF_INFO等类型的常量出现符号引用：（Symbolic References）符号引用以一组符号来描述所引用的目标，可以是任何形式的字面量，引用的目标并不一定已经加载到内存中，与虚拟机内存布局无关。
直接引用：（Direct References）直接引用可以是直接指向目标的指针，相对偏移量，或是一个能间接定位到目标的句柄。
与虚拟机内存布局相关。
虚拟机规范并未规定解析阶段发生的具体时间，只要求了在执行anewarray,checkcast,getfield,getstatic,instanceof,invokeinterface, invokespecial,invokestatic,invokevirtual,multianewarray,new,putfield, putstatic这13个操作符号引用的字节码指令之前，先对它们使用的符号引用进行解析。
对同一个符号引用进行多次解析请求是很常见的事情。
有的实现会进行缓存。
解析动作主要针对类/接口，字段，类方法，接口方法四类符号引用进行。
分别对应于常量池的CONSTANT_CLASS_INFO,CONSTANT_FIELDREF_INFO,CONSTANT_METHODREF_INFO, CONSTANT_INTERFACEMETHODREF_INFO四种类型。
类和接口的解析：假设当前代码所处的类为D，如果要把一个从未解析过的符号引用N解析为一个类或接口C的直接引用，那虚拟机完成整个解析的过程需要以下三个步骤：1.如果C不是一个数组类型，那虚拟机将会把代表N的全限定名传递给D的类加载器去加载这个类C。
2.如果C是数组类型，并且数组的元素类型是对象，则按照1的情况处理。
如果元素类型不是对象，则由虚拟机生成一个代表此数组维度和元素的数组对象。
3.如果上述步骤没有异常，C在虚拟机中世纪已经成为一个有效的类或接口了，但在解析完成之前还要进行符号引用验证，确认C是否具有对D的访问权限，如果没有则抛出ng.IllegalAccessError异常。
字段解析：要解析一个未被解析过的字段符号引用，首先将会对字段表内class_index项中索引的CONSTANT_Class_info 符号引用进行解析，也就是这个字段所属的类或者接口，如果解析成功，那将这个字段所属的类或接口用C表示，虚拟机规范要求按照如下步骤对C进行后续字段的搜索：1.如果C本身包含这个字段，就返回这个字段的直接引用，查找结束2.否则，如果C中实现了接口，将会按照集成关系从善根倒下递归搜索各个接口和它的父接口，如果匹配，则返回这个字段的直接引用，查找结束3.否则，如果C不是ng.Object，将会按照继承关系从上往下递归搜索父类，如果匹配，返回值额济引用，查找结束4.查找失败，抛出ng.NoSuchFieldError异常。
本身--接口--父类--失败如果成功返回了引用，将进行权限验证，不具备权限则抛出ng.IllegalAccessError类方法解析：第一个步骤与字段解析一样，同样是需要先解析出类方法表的class_index项中索引的方法所属的类或接口的符号引用，再按照以下步骤搜索：1.类方法和接口方法符号引用的常量类型定义是分开的，如果在类方法表中发现class_index索引的C是个接口，那直接抛出ng.IncompatibleClassChangeError异常2.在C中查找是否有匹配，有则结束3.否则，在C父类中查找匹配4.在C接口列表和父接口中查找，如果存在匹配，说明C是抽象类，抛出ng.AbstractMethodError5.抛出ng.NoSuchMethodError.返回成功后检查权限验证，不通过则抛出ng.IllegalAccessError接口方法解析：第一步一样，后面步骤：1.与类方法解析相反，如果在接口方法表中发现class_index中的索引C是个类而不是接口，那就直接抛出ng.IncompatibleClassChangeError2.在C中查找是否有匹配3.在C的父接口中查找匹配4.失败，抛出ng.NoSuchMethodError由于接口方法都是默认public，所以不存在访问权限问题初始化是类加载过程的最后一步，初始化阶段才真正开始执行类中定义的JAVA程序代码准备阶段中，变量已经赋过一次系统要求的初始值，而在初始化阶段，则是根据程序员通过程序制定的计划来赋值或者说，初始化阶段是执行类构造器<clinit>()方法的过程∙<clinit>()方法是由编译器自动收集类中的所有类变量的复制动作和静态语句块中的语句合并而成。