1灵份、類的加載、連接和初始化

? ? ? 加載：查找并加載類的二進(jìn)制數(shù)據(jù)（字節(jié)碼文件）

? ? ? 連接：

? ? ? ? ? ? ?驗(yàn)證：確保被加載的類的正確性（手工生成class文件割捅，可

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 能不符合JVM標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范）

? ? ? ? ? ? ?準(zhǔn)備：為類的靜態(tài)變量分配內(nèi)存何什，并將其初始化為默認(rèn)值

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（這個時候并不涉及new對象的操作）

? ? ? ? ? ? ?解析：把類中的符號引用轉(zhuǎn)換為直接引用（Child.run()轉(zhuǎn)

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 換為pointer）

? ? ? 初始化：為類的靜態(tài)變量賦予正確的初始值（正確：用戶賦予的

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 值）

? ? ? 示例：MyTest

? ?1.1類的使用方式：

? ? ? ? 所有的類或接口只有在java程序“首次主動使用”才會初始化

? ? ? ? 主動使用：

? ? ? ? ? ? ? ?(1)創(chuàng)建類的實(shí)例new Test();

? ? ? ? ? ? ? ?(2)訪問某個類的靜態(tài)變量，或者為某個類的靜態(tài)變量賦值：a =

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Test.b; Test.b = a;

? ? ? ? ? ? ? ?(3)調(diào)用類的靜態(tài)方法：Test.doSomething();

? ? ? ? ? ? ? ?(4)初始化一個類的子類：

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? class Parent{};class Childextends Parent{

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? public static int a= 3};

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Child.a =4;

? ? ? ? ? ? ? (5) java虛擬機(jī)就啟動時被標(biāo)明為啟動類的類（java TestTest

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?中有main方法）

? ? ? ? ? ? ? (6)反射Class.forName(“Test”);

? ? ? ? ?除此之外的使用都是被動使用漫贞，被動使用是不會觸發(fā)初始化的。

? ?1.2類的加載：

? ? ? ? 將.class文件中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)存中育叁，將其放在運(yùn)行時數(shù)據(jù)區(qū)的方法區(qū)內(nèi)绕辖，然后在堆區(qū)創(chuàng)建一個java.lang.Class對象，又 來封裝在方法區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)擂红，class對象是jvm在類加載時自動創(chuàng)建的仪际。

? 1.3類加載器

? ? ? ? Java虛擬機(jī)自帶的類加載器：

? ? ? ?根類加載器（Bootstrap）(c++ java代碼中無法獲取該類)

? ? ? ?擴(kuò)展類加載器（Extension）(java )

? ? ? ?系統(tǒng)類加載器（System）（也叫應(yīng)用加載器）

? ? ? ?用戶自定義的類加載器

? ?層次關(guān)系：

? ? ? ?根類加載器：用c++實(shí)現(xiàn)围小，并沒有集成java.lang.ClassLoader類

? ? ? ?擴(kuò)展類記載器：父類加載器為根類加載器，加載目錄jre\lib\ext树碱，如果把用戶創(chuàng)建的jar包放在這個目錄下肯适，則會有擴(kuò)展類加載器? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 進(jìn)行加載。

? ? ? ?系統(tǒng)類加載器：父類加載器為擴(kuò)展類加載器成榜，從環(huán)境變量classpath或系統(tǒng)屬性java.class.path所指定的目錄加載類框舔，是自定義? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?加載類的默認(rèn)父類加載器。

? ? ? （1）核心類庫由bootstrap加載器進(jìn)行加載赎婚，獲取到為空刘绣，其他都可獲取，例Test2

? ? ? （2）調(diào)用一個類的靜態(tài)變量挣输，且這個靜態(tài)變量在編譯時期就可以確定纬凤，則不會進(jìn)行類的初始化，當(dāng)這個類在執(zhí)行階段才能確? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?定撩嚼，則會進(jìn)行初始化停士，例Test4，Test3

? ? ? （3）加載順序—啟動類—父類—子類完丽，例Test5恋技，Test6

? ? ? （4）調(diào)用loadClass方法加載一個類，并不是對類的主動使用逻族，并不會初始化該類蜻底。例Test7

? 1.4類的加載機(jī)制—父委托機(jī)制

? ? ? （1）除了java自帶的根類加載器，其余類加載器都有且僅有一個父類加載器聘鳞，只有當(dāng)父類加載器不能進(jìn)行加載的時候薄辅，才會由? ? ? ? ? ? ? ? 子類加載器進(jìn)行加載。

? ? ? （2）父子加載器并非繼承關(guān)系搁痛，子加載器并不一定繼承父類加載器

? ? ? （3）安全考慮长搀，每個類都會有確定的層次中的一個類加載器進(jìn)行加載宇弛，自定義除外鸡典。

? ? ?（4）每個類都有自己的命名空間，命名空間由該類加載器及所有父類加載器所加載的類組成枪芒。同一個命名空間中彻况，不會存在兩? ? ? ? ? ? ? ? 個完整名字相同的類，不同命名空間中舅踪，可能存在完整名字相同的類纽甘。

? 1.5 用戶自定義類加載器

? ? ? ? 繼承ClassLoader類，覆蓋findClass方法抽碌，會由loadClass方法調(diào)用悍赢。

? ?1.6 JVM虛擬機(jī)執(zhí)行整體順序

2、JVM的內(nèi)存結(jié)構(gòu)

方法區(qū)和對是所有線程共享的內(nèi)存區(qū)域；而java棧左权、本地方法棧和程序員計(jì)數(shù)器是運(yùn)行是線程私有的內(nèi)存區(qū)域皮胡。

程序計(jì)數(shù)器：當(dāng)前線程所執(zhí)行字節(jié)碼指令的行號指示器，線程私有赏迟，執(zhí)行java方法屡贺，計(jì)數(shù)器記錄的是java代碼的行號，執(zhí)行native方法則為null（undefined）锌杀；

虛擬機(jī)棧：線程私有甩栈，表示java方法執(zhí)行的內(nèi)存模型，每個棧幀對應(yīng)的是一個調(diào)用的方法糕再，包括局部變量表量没、動態(tài)鏈接、操作數(shù)棧亿鲜、指向當(dāng)前方法所屬的類的運(yùn)行時常量池允蜈、方法返回地址和附加信息。

棧幀是保存在虛擬機(jī)棧中的蒿柳，棧幀是用來存儲數(shù)據(jù)和存儲部分過程結(jié)果的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)饶套，同時也被用來處理動態(tài)鏈接（Dynamic Linking）、方法返回值和異常分派（Dispatch Exception）垒探。線程運(yùn)行過程中妓蛮，只有一個棧幀是處于活躍狀態(tài)，稱為“當(dāng)前活躍棧幀”圾叼，當(dāng)前活動棧幀始終是虛擬機(jī)棧的棧頂元素蛤克。

局部變量表：方法參數(shù)，方法內(nèi)部定義的變量夷蚊。

操作數(shù)棧：每一個方法的調(diào)用构挤，都會建立一個操作數(shù)棧

動態(tài)鏈接：與靜態(tài)解析對應(yīng)，一部分的符號引用會在運(yùn)行是轉(zhuǎn)化為直接引用

方法返回地址：正常完成出口惕鼓，異常完成出口

本地方法棧：線程私有筋现，與虛擬機(jī)棧類似，為native方法服務(wù)

堆：線程共享箱歧，存儲對象本身及數(shù)組

方法區(qū)：線程共享矾飞，類信息，靜態(tài)變量呀邢，常量洒沦，編譯后的代碼等

運(yùn)行時常量池：存放編譯期生成的各種字面量和符號引用

2.1對象的創(chuàng)建—內(nèi)存分配

（1）jvm遇到一個new指令，檢查這個指令的參數(shù)是否能在常量池中定位到一個類的符號引用价淌，然后檢查這個類代表的類是否已被加載申眼、解析和初始化瞒津。如果沒有，則進(jìn)行類加載括尸。

（2）類的加載—先加載父類仲智，先加載靜態(tài)塊，順序加載姻氨。

（3）JVM開始為對象分配內(nèi)存钓辆，兩種方式：

指針碰撞：java堆內(nèi)存規(guī)整，GC帶有壓縮整理功能

空閑列表：java堆內(nèi)存空間并不規(guī)整肴焊。

解決多線程分配內(nèi)存的問題：

失敗重試：保證更新操作的原子性

本地線程緩存惹傲：TLAB，在啟動線程時娶眷，就會在堆中給該線程預(yù)留一個內(nèi)存空間

(4)內(nèi)存分配完后似嗤，首先內(nèi)存空間都初始化為零值。若使用TLAB届宠，則在分配TLAB時即已初始化成功烁落。

(5)設(shè)置對象頭（Object Header）：如何才能找到類的元數(shù)據(jù)信息，對象的哈希碼豌注，對象的GC分代年齡等信息伤塌。

(6)執(zhí)行方法，將對象初始化為指定的值轧铁。

3每聪、GC垃圾回收

3.1判斷對象失效

（1）引用計(jì)數(shù)算法

給對象添加一個引用計(jì)數(shù)器，每當(dāng)有一個地方引用它齿风，計(jì)數(shù)器值就加1药薯，當(dāng)引用失效就減1，計(jì)數(shù)器為0的對象就是不可能再被引用的對象救斑。

實(shí)現(xiàn)簡單童本，但無法解決循環(huán)引用的問題

（2）可達(dá)性分析算法

通過一系列成為“GC ROOT”的對象作為起始點(diǎn)，向下搜索脸候，走過的路徑成為引用鏈穷娱，當(dāng)一個對象到GC ROOT沒有任何引用鏈相連時，則證明此對象是不可用的纪他。

可作為GC ROOT的對象有：

虛擬機(jī)棧中引用的對象

方法區(qū)中靜態(tài)屬性引用的對象

方法區(qū)中常量引用的對象

本地方法棧中JNI（native方法）引用的對象

3.2垃圾回收算法

（1）標(biāo)記—清除算法

先對不用的對象進(jìn)行標(biāo)記鄙煤，然后清除

（2）復(fù)制算法

將內(nèi)存按容量分為幾塊晾匠，在一個時間段只使用一塊內(nèi)存茶袒，當(dāng)這塊內(nèi)存用完，則將內(nèi)存清理干凈凉馆，然后將可用的對象復(fù)制到另一個區(qū)域薪寓。

（3）標(biāo)記—整理算法

復(fù)制算法在對象存活率較高時要進(jìn)行較多的復(fù)制操作亡资，效率將變低，而且浪費(fèi)空間向叉。

標(biāo)記—整理的標(biāo)記過程與標(biāo)記—清除一樣锥腻，但后續(xù)步驟不是對可回收對象進(jìn)行清理，而是讓所有存活的對象都向一端移動母谎，然后直接清理掉端邊界以外的內(nèi)存瘦黑。

（4）分代收集算法

根據(jù)對象存活周期的不同將內(nèi)存劃分為幾塊，一般把java堆分為新生代和老年代奇唤。

在新生代中每次垃圾收集時都發(fā)現(xiàn)有大批對象死去幸斥，只有少量存活，就選用復(fù)制算法咬扇，只需要付出少量存活對象的復(fù)制成本就可以完成收集甲葬。而老年代因?yàn)閷ο蟠婊盥矢悖瑳]有額外空間對它進(jìn)行分配擔(dān)保懈贺，就必須使用標(biāo)記—清理或標(biāo)記—整理算法來進(jìn)行回收