JVM笔记

ゝ一世哀愁。 2024-02-20 08:23 22阅读 0赞

### 对于jvm的理解 ###

前面对于jvm的理解应该稍微有了一部分，所以今天晚上就把对jvm的理解都梳理一下

jvm体系简图：

![image-20231023230241228][]

#### 类加载的过程 ####

##### 1.加载 #####

> 把二进制文件加载到jvm内存中，存放到方法区中
> 
> 我们写的代码是以.java后缀的，首先需要经过javac命令，转为class文件，当class文件进入jvm之后，就开始进行类加载。
> 
> 首先是根据全类名，找到class文件，将class的字节码文件（字节码文件就是代码）加载到虚拟机的内存结构中，将这个生成的内存结构存放在方法区，这里包括类的原始信息 成员变量、构造函数等。
> 
> 同时在堆中产生一个特殊的对象 java.lang.class对象 记载类中的元信息，可以使用反射来获取类的信息。

##### 2.链接 #####

> 1.  验证
> 
> 会对class文件进行验证，看是否有危害jvm的文件。
> 
> 1.  准备
> 
> 会对类中的静态变量分配内存空间，赋予默认值0
> 
> 1.  解析
> 
> > 解析一直是不太好理解的一部分，可以这样理解：当java虚拟机加载类并准备运行程序时，它需要理解类中的一些符号，例如类、字段、方法的名字和引用。这些符号被保存在一个叫做常量池的地方。在实际执行代码之前，jvm需要将这个符号引用转化为能够直接指向内存中实际数据的引用，这就是解析。
> 
> **替换符号引用为直接引用**
> 
> 当比如A类被加载到虚拟机中，内部通过一个字符串S引用着B类。当触发A类的类加载时，B类的类加载也会被触发，当类加载阶段完成。此时A类对于B类的引用由符号引用替换为虚拟机中的地址。

##### 3.初始化 #####

> 判断类中是否有资源初始化语句，如果有就执行。包括
> 
>  *  静态变量的赋值
>  *  执行类的静态代码块
>  *  执行构造器函数

那么到了这里，类加载阶段就完成了，但是有一个东西还没有提到，那就是**类加载器**

类加载器多的不说，就说双亲委派机制

#### 双亲委派机制 ####

在JVM中提供了三种类加载器，分别是**引导类加载器，扩展类加载器，系统类加载器**

层级关系是 系统类加载器->拓展类加载器->系统类加载器

双亲委派机制是指：

> 当一个类加载器收到任务之后，自己首先不会加载，而是把这个请求委托给父类去加载，父类接受到请求之后，如果还有父类，则继续向上委托，如果加载成功，则直接返回，如果加载失败，子类加载器才会尝试自己去加载。
> 
> 好处：
> 
>  *  避免类的重复加载
>  *  避免API被被恶意篡改
> 
> （由于是逐级向上提交，避免了重复加载）
> 
> (举个例子，如果定义了一个Integer的类，当进行类加载的时候，因为是双亲委派机制，类加载器会按照"双亲委派模型"的规则，首先询问引导类加载器是否已加载`java.lang.Integer`类。由于引导类加载器已加载了核心API中的`java.lang.Integer`，所以即使你定义了一个同名的类，实际上仍然会使用引导类加载器加载核心API中的`java.lang.Integer`，而不是你的自定义类。这样，核心API的完整性得到了保护，防止了潜在的恶意篡改。)

#### 垃圾回收机制 ####

![image-20231025191013253][]

垃圾回收机制只能出现在堆中！

![image-20231025192321272][]

*  新生区（类的诞生，成长和死亡的地方）

>  *  伊甸园区：所有的对象都是在伊甸园区new出来
>  *  幸存from区
>  *  幸存to区

*  老年区（经过多次轻GC存活下来的对象放在老年区）

垃圾回收算法：

*  标记清除法

> 从跟对象开始标记所有未被引用的对象，在标记完成之后清除未被标记的对象
> 
> 问题：**内存碎片化**

*  标记压缩法

> 在标记清除法的基础上进行了改进 进行垃圾标记之后，会将存活的对象往一端移动，并释放另一端的空间。
> 
> 减少内存碎片化的问题。

*  复制算法

> from区 和 to 区
> 
> 1.  初始化
> 
> 初始时，所有的对象都会存在于from区
> 
> 1.  垃圾收集
> 
> 当进行垃圾回收时，首先会对from区进行遍历，从根对象开始，使用可达性分型算法标记可达对象。标记完成之后，未被标记的对象被视为垃圾，
> 
> 1.  内存回收
> 
> from区存活的对象会被复制到to区，剩余的对象会被回收，to区紧密排列，按照顺序排列在一起。
> 
> 1.  区域交换
> 
> 完成交换之后，这两个区会角色互换。

*  引用计数器

>  *  这种算法为每一个对象维护一个程序计数器，记录有多少个指针引用了改对象。当引用计数器变为0
> 
> 问题：该算法无法处理循环引用的问题，会导致内存泄露。

#### 实例化在内存中的变化 ####

下面将以这段代码为例，分析对象实例化在内存中的变化

public class Student {
        
        String name ;//定义成员变量
        int age ; //定义成员变量
        String stuid ;  //定义成员变量
        void Speak() {
        
            System.out.println("学生的姓名是："+name);
            System.out.println("学生的年龄是："+age);
            System.out.println("学生的学号是："+stuid);
            System.out.println("############");
        }
        public static void main(String[] args) {
        
            Student stu = new Student() ; //实例化对象stu
            stu.name = "张三" ;       //赋值
            stu.age = 18;             //赋值
            stu.stuid = "1008611" ;   //赋值
            stu.Speak();              //调用方法speak
            }
    }

1.  类的成员变量和成员方法进入到方法区

![image-20231025205507364][]

1.  main方法进入栈区（入栈）创建对象的引用 stu 同时在堆中创建对象实例，给属性赋予初始值 **引用跟实例对应**

![image-20231025212854809][]

1.  接下来， stu.name = “张三” ; stu.age = 18; stu.stuid = “1008611” ; 先在栈区找到stu，然后根据地址值找到new Studnet() 进行赋值操作。

![image-20231025213149172][]

1.  接下来， stu.name = “张三” ; stu.age = 18; stu.stuid = “1008611” ; 先在栈区找到stu，然后根据地址值找到new Studnet() 进行赋值操作。

[image-20231023230241228]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/20/f19f7bf0bf224fb59ad6d73b1d501b71.png
[image-20231025191013253]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/20/9a42b4044e584f4e9fe4f1d7e7cd52e6.png
[image-20231025192321272]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/20/ceb66b2872494f2bab660725a58c309b.png
[image-20231025205507364]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/20/51e5d5d72a7d49ac9c17f0b8ee6c3b7d.png
[image-20231025212854809]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/20/4aca81ad3e354c5aad4e5c4e1fc08ca1.png
[image-20231025213149172]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/20/4f8067b2d1e44ca8af417ba39c874bb5.png