java虛擬機(jī)結(jié)構(gòu)分析-編程開發(fā)技術(shù)

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1、hva虛擬機(jī)結(jié)構(gòu)分析?編程開發(fā)技術(shù)Java虛擬機(jī)結(jié)構(gòu)分析原文出處：朱小廝本博文主要介紹了JVM（Java?VirtualMachine）的組成部分以及它們內(nèi)部的工作機(jī)制和原理。需要注意的是，雖然平時我們用的大多是Sim（現(xiàn)已被Oracle收購）JDK捉供的JVM,但是JVM本身是一個規(guī)范，所以可以冇多種實(shí)現(xiàn)，除了Hotspot外，還有諸$0Oracle的JRockit、IBM的J9也都是非常有名的JVM。1.結(jié)構(gòu)卜?圖展示了JVM的主要結(jié)構(gòu):CLASSLOADERCLASSFILESNZVTIVELIBRARIESEXECUTIONENGIN

2、ENATIVE[NTERECE

3、

4、RUNTIMEDATAAREASSHAREDAMONGALLTHREADS

5、

6、THREADSPEQFICRUNTIMEDATAAREAS可以看出，JVM主要由類加載器子系統(tǒng)、運(yùn)行時數(shù)據(jù)區(qū)（內(nèi)存空間）、執(zhí)行引擎以及與本地方法接口等組成。其中運(yùn)行時數(shù)據(jù)區(qū)又由方法區(qū)、堆、Java棧、PC寄存器、本地方法棧組成。從上圖屮還可以看岀，在內(nèi)存空間中方法區(qū)和堆是所有Java線程共享的，而Java棧、本地方法棧、PC寄存器則由每個線程私有，這會引出一些問題，后文會進(jìn)行具體討論。眾所周知，Jova語言具有跨平臺的特性，這也是由

7、JVM來實(shí)現(xiàn)的。更準(zhǔn)確地說,是Sun利用JVM在不同平臺上的實(shí)現(xiàn)幫我們把平臺相關(guān)性的問題給解決了，這就好比是HTML語言可以在不同廠商的瀏覽器上呈現(xiàn)元素（雖然某些瀏覽器在對W3C標(biāo)準(zhǔn)的支持上還冇一些問題)。同時，Java語言支持通過JN1(JavaNativeInterface)來實(shí)現(xiàn)本地方法的調(diào)用，但是需要注意到，如果你在Java程序用調(diào)用了木地方法，那么你的程序就很可能不再具有跨平臺性，即木地方法會破壞平臺無關(guān)性。2?類加載器子系統(tǒng)(ClassLoader)類加載器子系統(tǒng)負(fù)責(zé)加載編譯好的.class字節(jié)碼文件，并裝入內(nèi)存，使JVM可以實(shí)例

8、化或以其它方式使用加載后的類。JVM的類加載子系統(tǒng)支持在運(yùn)行時的動態(tài)加載，動態(tài)加載的優(yōu)點(diǎn)有很多，例如可以節(jié)省內(nèi)存空間、靈活地從網(wǎng)絡(luò)上加載類，動態(tài)加載的另一好處是可以通過命名空間的分隔來實(shí)現(xiàn)類的隔離，增強(qiáng)了整個系統(tǒng)的安全性。2.1ClassLoader的分類?啟動類加載器(BootstrapClassLoader)：負(fù)責(zé)加載rt.jai?文件中所有的Java類，即Java的核心類都是由該ClassLoader加載。在SunJDK中，這個類加載器是由C++實(shí)現(xiàn)的，并且在Java語言屮無法獲得它的引用。?擴(kuò)展類加載器(ExtensionClassL

9、oader)：負(fù)責(zé)加載一些擴(kuò)展功能的jar包。?系統(tǒng)類加載器(SystemClassLoader)：負(fù)責(zé)加載啟動參數(shù)中指定的Classpath中的jar包及目錄，通常我們自己寫的Java類也是由該ClassLoader加載。在SunJDK中，系統(tǒng)類加載器的名字叫AppClassLoader。?用戶自定義類加載器(UserDefinedClassLoader)：由用八B定義類的加載規(guī)貝U，可以手動控制加載過程中的步驟。2.2ClassLoader的工作原理類加載分為裝載、鏈接、初始化三步。2.2.1裝載通過類的全限定名和ClassLoader加

10、載類，主要是將指定的.class文件加載至JVMo當(dāng)類被加載以后,在JVM內(nèi)部就以“類的全限定名+ClassLoader實(shí)例ID”來標(biāo)明類。在內(nèi)存中，ClassLoader實(shí)例和類的實(shí)例都位于堆中，它們的類信息都位于方法區(qū)。裝載過程采用了一種被稱為“雙親委派模型(ParentDelegationModel)的方式，當(dāng)一個ClassLoader要加載類時，它會先請求它的雙親ClassLoader(其實(shí)這里只有兩個ClassLoader,所以稱為父ClassLoader可能更容易理解)加載類，而它的雙親ClassLoader會繼續(xù)把加載請求提交再

11、上一級的ClassLoader,直到啟動類加載器。只冇英雙親ClassLoader無法加載指定的類時，它才會自己加載類。雙親委派模型是JVM的第一道安全防線，它保證了類的安全加載，這里同吋依賴了類加載器隔離的原理：不同類加載器加載的類之間是無法直接交互的，即使是同一個類，被不同的ClassLoader加載，它們也無法感知到彼此的存在。這樣即使有惡意的類冒充自己在核心包（例如java,lang）下，由于它無法被啟動類加載器加載，也造成不了危害。由此也可見，如果用戶自定義了類加載器，那就必須自己保障類加載過程中的安全。2.2.2鏈接鏈接的任務(wù)是把

12、二進(jìn)制的類型信息合并到JVM運(yùn)行時狀態(tài)屮去。鏈接分為以下三步：1.驗(yàn)證：校驗(yàn).class文件的正確性，確保該文件是符合規(guī)范定義的，并H適合當(dāng)前JVM使用。2.準(zhǔn)備：