JVM體系結(jié)構(gòu)
JVM是一種解釋執(zhí)行class文件的規(guī)范技術(shù)。
我翻譯的中文圖：
類裝載器子系統(tǒng)
在JVM中負(fù)責(zé)裝載
.class文件（一種8位二進(jìn)制流文件，各個數(shù)據(jù)項(xiàng)按順序緊密的從前向后排列届氢， 相鄰的項(xiàng)之間沒有間隙顷霹，經(jīng)編譯器編譯.java源文件后生成翘盖，每個類（或者接口）都單獨(dú)占有一個class文件）朦蕴。
運(yùn)行時數(shù)據(jù)區(qū)
方法區(qū)
當(dāng)
JVM使用類裝載器定位class文件，并將其輸入到內(nèi)存中時刊愚。會提取class文件的類型信息踊跟，并將這些信息存儲到方法區(qū)中。同時放入方法區(qū)中的還有該類型中的類靜態(tài)變量百拓。
- 該類型的全限定名琴锭。如
java.io.FileOutputStream - 該類型的直接超類的全限定名。如
java.io.OutputStream - 該類型是類類型還是接口類型衙传。
- 該類型的訪問修飾符(
public决帖、abstract、final)蓖捶。 - 任何直接超接口的全限定名的有序列表地回。如
java.io.Closeable,java.io.Flushable。 - 該類型的常量池俊鱼。比如所有類型（Class）刻像、方法、字段的符號并闲、基本數(shù)據(jù)類型的直接數(shù)值（final）等细睡。
- 字段信息：對類型中聲明的每個字段。
- 方法信息帝火。
- 類靜態(tài)變量：靜態(tài)變量而不是放在堆里面溜徙，所以靜態(tài)屬于類，不屬于對象犀填。
- 指向
ClassLoader類的引用蠢壹。 - 指向
Class類的引用。 -
方法表：為了能快速定位到類型中的某個方法九巡，
JVM對每個裝載的類型都會建立一個方法表图贸，用于存儲該類型對象可以調(diào)用的方法的直接引用，這些方法就包括從超類中繼承來的冕广。而這張表與Java動態(tài)綁定機(jī)制的實(shí)現(xiàn)是密切相關(guān)的疏日。
常量池
常量池指的是在編譯期被確定，并被保存在已編譯的
.class文件中的一些數(shù)據(jù)撒汉。除了包含代碼中所定義的各種基本數(shù)據(jù)類型和對象型（String及數(shù)組）的常量值（final制恍，在編譯時確定，并且編譯器會優(yōu)化）還包含一些以文本形式出現(xiàn)的符號引用（類信息）神凑，比如：
- 類和接口的全限定名
- 字段的名稱和描述符
- 方法和名稱和描述符
虛擬機(jī)必須給每個被裝載的類型維護(hù)一個常量池。常量池就是該類型所用到常量的一個有序集合，包括直接常量（string溉委、integer等）和其他類型鹃唯，字段和方法的符號引用。
方法區(qū)是多線程共享的瓣喊。也就是當(dāng)虛擬機(jī)實(shí)例開始運(yùn)行程序時坡慌，邊運(yùn)行邊加載進(jìn)class文件。不同的Class文件都會提取出不同類型信息存放在方法區(qū)中藻三。同樣洪橘，方法區(qū)中不再需要運(yùn)行的類型信息會被垃圾回收線程丟棄掉。
堆內(nèi)存
Java程序在運(yùn)行時創(chuàng)建的所有類型對象和數(shù)組都存儲在堆中棵帽。JVM會根據(jù)new指令在堆中開辟一個確定類型的對象內(nèi)存空間熄求。但是堆中開辟對象的空間并沒有任何人工指令可以回收，而是通過JVM的垃圾回收器負(fù)責(zé)回收逗概。
- 堆中對象存儲的是該對象以及對象所有超類的實(shí)例數(shù)據(jù)(但不是靜態(tài)數(shù)據(jù))弟晚。
- 其中一個對象的引用可能在整個運(yùn)行時數(shù)據(jù)區(qū)中的很多地方存在，比如Java棧逾苫，堆卿城，方法區(qū)等。
- 堆中對象還應(yīng)該關(guān)聯(lián)一個對象的鎖數(shù)據(jù)信息以及線程的等待集合（線程等待池）铅搓。這些都是實(shí)現(xiàn)Java線程同步機(jī)制的基礎(chǔ)瑟押。
- java中數(shù)組也是對象，那么自然在堆中會存儲數(shù)組的信息星掰。
程序計(jì)數(shù)器
對于一個運(yùn)行的Java而言多望，每一個線程都有一個PC寄存器。當(dāng)線程執(zhí)行Java程序時蹋偏，PC寄存器的內(nèi)容總是下一條將被執(zhí)行的指令地址便斥。
Java棧
每啟動一個
線程，JVM都會為它分配一個Java棧威始，用于存放方法中的局部變量枢纠，操作數(shù)以及異常數(shù)據(jù)等。當(dāng)線程調(diào)用某個方法時黎棠，JVM會根據(jù)方法區(qū)中該方法的字節(jié)碼組建一個棧幀晋渺。并將該棧幀壓入Java棧中，方法執(zhí)行完畢時脓斩，JVM會彈出該棧幀并釋放掉木西。
注意：Java棧中的數(shù)據(jù)是線程私有的，一個線程是無法訪問另一個線程的Java棧的數(shù)據(jù)随静。這也就是為什么多線程編程時八千，兩個相同線程執(zhí)行同一方法時吗讶，對方法內(nèi)的局部變量是不需要數(shù)據(jù)同步的原因。
成員變量有默認(rèn)值（被final修飾且沒有static的必須顯式賦值）恋捆，局部變量不會自動賦值照皆。
執(zhí)行引擎
運(yùn)行
Java的每一個線程都是一個獨(dú)立的虛擬機(jī)執(zhí)行引擎的實(shí)例。從線程生命周期的開始到結(jié)束沸停，他要么在執(zhí)行字節(jié)碼膜毁，要么在執(zhí)行本地方法。一個線程可能通過解釋或者使用芯片級指令直接執(zhí)行字節(jié)碼愤钾，或者間接通過JIT（即時編譯器）執(zhí)行編譯過的本地代碼瘟滨。
注意：JVM是進(jìn)程級別，執(zhí)行引擎是線程級別能颁。
指令集
實(shí)際上杂瘸，
class文件中方法的字節(jié)碼流就是有JVM的指令序列構(gòu)成的。每一條指令包含一個單字節(jié)的操作碼劲装，后面跟隨0個或多個操作數(shù)胧沫。
指令由一個操作碼和零個或多個操作數(shù)組成。
iload_0 // 把存儲在局部變量區(qū)中索引為0的整數(shù)壓入操作數(shù)棧占业。
iload_1 // 把存儲在局部變量區(qū)中索引為1的整數(shù)壓入操作數(shù)棧绒怨。
iadd // 從操作數(shù)棧中彈出兩個整數(shù)相加，在將結(jié)果壓入操作數(shù)棧谦疾。
istore_2 // 從操作數(shù)棧中彈出結(jié)果
很顯然南蹂，上面的指令反復(fù)用到了Java棧中的某一個方法棧幀。實(shí)際上執(zhí)行引擎運(yùn)行Java字節(jié)碼指令很多時候都是在不停的操作Java棧念恍，也有的時候需要在堆中開辟對象以及運(yùn)行系統(tǒng)的本地指令等六剥。但是Java棧的操作要比堆中的操作要快的多，因此反復(fù)開辟對象是非常耗時的峰伙。這也是為什么Java程序優(yōu)化的時候疗疟，盡量減少new對象。
示例分析：
//源代碼 Test.java
package edu.hr.jvm;
import edu.hr.jvm.bean;
public class Test{
public static void main(String[] args){
Act act=new Act();
act.doMathForever();
}
}
//源代碼 Act.java
package edu.hr.jvm.bean;
public class Act{
public void doMathForever(){
int i=0;
for(;;){
i+=1;
i*=2;
}
}
}
首先
OS會創(chuàng)建一個JVM實(shí)例(進(jìn)行必要的初始化工作瞳氓，比如：初始啟動類裝載器策彤，初始運(yùn)行時內(nèi)存數(shù)據(jù)區(qū)等。然后通過自定義類裝載器加載
Test.class匣摘。并提取Test.class字節(jié)碼中的信息存放在方法區(qū) 中(具體的信息在上面已經(jīng)講過)店诗。上圖展示了方法區(qū)中的Test類信息，其中在常量池中有一個符號引用“Act”(類的全限定名音榜，注意：這個引用目前還沒有真正的類信息的內(nèi)存地址)庞瘸。接著
JVM開始從Test類的main字節(jié)碼處開始解釋執(zhí)行。在運(yùn)行之前赠叼，會在Java棧中組建一個main方法的棧幀 擦囊，如上圖Java棧所示违霞。JVM需要運(yùn)行任何方法前，通過在Java棧中壓入一個幀棧瞬场。在這個幀棧的內(nèi)存區(qū)域中進(jìn)行計(jì)算葛家。現(xiàn)在可以開始執(zhí)行
main方法的第一條指令 ——JVM需要為常量池的第一項(xiàng)的類（符號引用Act）分配內(nèi)存空間。但是Act類此時還沒有加載進(jìn)JVM（因?yàn)槌Ａ砍啬壳爸挥幸粋€“Act”的符號引用）泌类。JVM加載進(jìn)Act.class，并提取Act類信息放入方法區(qū)中底燎。然后以一個直接指向方法區(qū)Act類信息的直接引用（在棧中）換開始在常量池中的符號引用“Act”刃榨，這個過程就是常量池解析。以后就可以直接訪問Act的類信息了双仍。此時
JVM可以根據(jù)方法區(qū)中的Act類信息枢希，在堆中開辟一個Act類對象act。接著開始執(zhí)行
main方法中的第二條指令調(diào)用doMathForever方法朱沃。這個可以通過堆中act對象所指的方法表中查找苞轿，然后定位到方法區(qū)中的Act類信息中的doMathForever方法字節(jié)碼。在運(yùn)行之前逗物，仍然要組建一個doMathForever棧幀壓入Java棧搬卒。（注意：JVM會根據(jù)方法區(qū)中doMathForever的字節(jié)碼來創(chuàng)建棧幀的局部變量區(qū)和操作數(shù)棧的大小）接下來
JVM開始解釋運(yùn)行Act.doMathForever字節(jié)碼的內(nèi)容了翎卓。
編譯和運(yùn)行過程
編譯：源碼要運(yùn)行契邀，必須先轉(zhuǎn)成二進(jìn)制的機(jī)器碼。這是編譯器的任務(wù)失暴。
- 源文件由編譯器編譯成字節(jié)碼坯门。 創(chuàng)建完源文件之后，程序會先被編譯為
.class文件逗扒。Java編譯一個類時古戴，如果這個類所依賴的類還沒有被編譯，編譯器就會先編譯這個被依賴的類矩肩，然后引用现恼，否則直接引用。如果java編譯器在指定目錄下找不到該類所其依賴的類的.class文件或者.java源文件的話蛮拔，編譯器話報(bào)“cant find symbol”的錯誤述暂。 - 編譯后的字節(jié)碼文件格式主要分為兩部分：常量池和方法字節(jié)碼。常量池記錄的是代碼出現(xiàn)過的所有
token(類名建炫，成員變量名等等)以及符號引用（方法引用畦韭，成員變量引用等等）；方法字節(jié)碼放的是類中各個方法的字節(jié)碼肛跌。
運(yùn)行：
java類運(yùn)行的過程大概可分為兩個過程：類的加載艺配，類的執(zhí)行察郁。需要說明的是：JVM主要在程序第一次主動使用類的時候，才會去加載該類转唉。也就是說皮钠，JVM并不是在一開始就把一個程序就所有的類都加載到內(nèi)存中，而是到不得不用的時候才把它加載進(jìn)來赠法，而且只加載一次麦轰。
下面是程序運(yùn)行的詳細(xì)步驟：
//MainApp.java
public class MainApp {
public static void main(String[] args) {
Animal animal = new Animal("Puppy");
animal.printName();
}
}
//Animal.java
public class Animal {
public String name;
public Animal(String name) {
this.name = name;
}
public void printName() {
System.out.println("Animal ["+name+"]");
}
}
- 在編譯好
java程序得到MainApp.class文件后，在命令行上敲java AppMain砖织。系統(tǒng)就會啟動一個jvm進(jìn)程款侵，jvm進(jìn)程從classpath路徑中找到一個名為AppMain.class的二進(jìn)制文件，將MainApp的類信息加載到運(yùn)行時數(shù)據(jù)區(qū)的方法區(qū)內(nèi)侧纯，這個過程叫做MainApp類的加載新锈。 - 然后
JVM找到AppMain的主函數(shù)入口，開始執(zhí)行main函數(shù)眶熬。 -
main函數(shù)的第一條命令是Animal animal = new Animal("Puppy");就是讓JVM創(chuàng)建一個Animal對象妹笆，但是這時候方法區(qū)中沒有Animal類的信息，所以JVM馬上加載Animal類娜氏，把Animal類的類型信息放到方法區(qū)中拳缠。 - 加載完
Animal類之后，Java虛擬機(jī)做的第一件事情就是在堆區(qū)中為一個新的Animal實(shí)例分配內(nèi)存牍白，然后調(diào)用構(gòu)造函數(shù)初始化Animal實(shí)例脊凰，這個Animal實(shí)例持有著指向方法區(qū)的Animal類的類型信息（其中包含有方法表，java動態(tài)綁定的底層實(shí)現(xiàn)）的引用茂腥。 - 當(dāng)使用
animal.printName()的時候狸涌，JVM根據(jù)animal引用找到Animal對象，然后根據(jù)Animal對象持有的引用定位到方法區(qū)中Animal類的類型信息的方法表最岗，獲得printName()函數(shù)的字節(jié)碼的地址帕胆。 - 開始運(yùn)行
printName()函數(shù)的字節(jié)碼（可以把字節(jié)碼理解為一條條的指令）。
圖示
特別說明：java類中所有public和protected的實(shí)例方法都采用動態(tài)綁定機(jī)制般渡，所有私有方法懒豹、靜態(tài)方法、構(gòu)造器及初始化方法<clinit>都是采用靜態(tài)綁定機(jī)制驯用。而使用動態(tài)綁定機(jī)制的時候會用到方法表脸秽，靜態(tài)綁定時并不會用到。
通過前面的兩個例子的分析蝴乔，應(yīng)該理解了不少了吧记餐。
類加載機(jī)制
JVM主要包含三大核心部分：類加載器，運(yùn)行時數(shù)據(jù)區(qū)和執(zhí)行引擎薇正。
虛擬機(jī)將描述類的數(shù)據(jù)從class文件加載到內(nèi)存片酝，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)囚衔，準(zhǔn)備，解析和初始化雕沿，最終就會形成可以被虛擬機(jī)使用的java類型练湿，這就是一個虛擬機(jī)的類加載機(jī)制。java在類中的類是動態(tài)加載的审轮，只有在運(yùn)行期間使用到該類的時候肥哎，才會將該類加載到內(nèi)存中，java依賴于運(yùn)行期動態(tài)加載和動態(tài)鏈接來實(shí)現(xiàn)類的動態(tài)使用疾渣。
一個類的生命周期：
加載贤姆，驗(yàn)證，準(zhǔn)備稳衬，初始化和卸載在開始的順序上是固定的，但是可以交叉進(jìn)行坐漏。
在Java中薄疚，對于類有且僅有四種情況會對類進(jìn)行“初始化”。
- 使用
new關(guān)鍵字實(shí)例化對象的時候赊琳，讀取或設(shè)置一個類的靜態(tài)字段時候（除final修飾的static外）街夭，調(diào)用類的靜態(tài)方法時候，都只會初始化該靜態(tài)字段或者靜態(tài)方法所定義的類躏筏。 - 使用
reflect包對類進(jìn)行反射調(diào)用的時候板丽，如果類沒有進(jìn)行初始化，則先要初始化該類趁尼。 - 當(dāng)初始化一個類的時候埃碱，如果其父類沒有初始化過，則先要觸發(fā)其父類初始化酥泞。
- 虛擬機(jī)啟動的時候砚殿，會初始化一個有
main方法的主類。
注意：
- 子類引用父類靜態(tài)字段芝囤，只會初始化父類不會初始化子類
- 通過數(shù)組定義來引用類似炎，也不會觸發(fā)該類的初始化
- 常量在編譯階段會存入調(diào)用類的常量池中，本質(zhì)上沒有直接引用到定義常量的類悯姊，因此也不會觸發(fā)定義常量的類的初始化
類加載過程
加載
加載階段主要完成三件事羡藐，即通過一個類的全限定名來獲取定義此類的二進(jìn)制字節(jié)流，將這個字節(jié)流所代表的靜態(tài)存儲結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為方法區(qū)的運(yùn)行時數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)悯许，在
Java堆中生成一個代表此類的Class對象仆嗦，作為訪問方法區(qū)這些數(shù)據(jù)的入口。這個加載過程主要就是靠類加載器實(shí)現(xiàn)的岸晦，這個過程可以由用戶自定義類的加載過程欧啤。
驗(yàn)證
這個階段目的在于確保才class文件的字節(jié)流中包含信息符合當(dāng)前虛擬機(jī)要求睛藻，不會危害虛擬機(jī)自身安全。
主要包括四種驗(yàn)證：
-
文件格式驗(yàn)證：基于字節(jié)流驗(yàn)證邢隧，驗(yàn)證字節(jié)流是否符合Class文件格式的規(guī)范店印，并且能被當(dāng)前虛擬機(jī)處理。 -
元數(shù)據(jù)驗(yàn)證：基于方法區(qū)的存儲結(jié)構(gòu)驗(yàn)證倒慧，對字節(jié)碼描述信息進(jìn)行語義驗(yàn)證按摘。 -
字節(jié)碼驗(yàn)證：基于方法區(qū)的存儲結(jié)構(gòu)驗(yàn)證，進(jìn)行數(shù)據(jù)流和控制流的驗(yàn)證纫谅。 -
符號引用驗(yàn)證：基于方法區(qū)的存儲結(jié)構(gòu)驗(yàn)證炫贤，發(fā)生在解析中，是否可以將符號引用成功解析為直接引用付秕。
準(zhǔn)備
僅僅為類變量（即static修飾的字段變量）分配內(nèi)存并且設(shè)置該類變量的初始值即零值兰珍，這里不包含用final修飾的static，因?yàn)?code>final在編譯的時候就會分配了（編譯器的優(yōu)化）询吴，同時這里也不會為實(shí)例變量分配初始化掠河。類變量會分配在方法區(qū)中，而實(shí)例變量是會隨著對象一起分配到Java堆中猛计。
解析
解析主要就是將常量池中的符號引用替換為直接引用的過程唠摹。符號引用就是一組符號來描述目標(biāo)，可以是任何字面量奉瘤，而直接引用就是直接指向目標(biāo)的指針勾拉、相對偏移量或一個間接定位到目標(biāo)的句柄。有類或接口的解析盗温，字段解析藕赞，類方法解析，接口方法解析卖局。
初始化
初始化階段依舊是初始化類變量和其他資源主巍，這里將執(zhí)行用戶的static字段和靜態(tài)語句塊的賦值操作瘤袖。這個過程就是執(zhí)行類構(gòu)造器< clinit >方法的過程态秧。
< clinit >方法是由編譯器收集類中所有類變量的賦值動作和靜態(tài)語句塊的語句生成的少办，類構(gòu)造器< clinit >方法與實(shí)例構(gòu)造器< init >方法不同，這里面不用顯示的調(diào)用父類的< clinit >方法蟹演，父類的< clinit >方法會自動先執(zhí)行于子類的< clinit >方法风钻。即父類定義的靜態(tài)語句塊和靜態(tài)字段都要優(yōu)先子類的變量賦值操作。
類加載器
類加載器的分類
-
啟動類加載器(Bootstrap ClassLoader)：主要負(fù)責(zé)加載<JAVA_HOME>\lib目錄中的'.'或是-Xbootclasspath參數(shù)指定的路徑中的酒请，并且可以被虛擬機(jī)識別（僅僅按照文件名識別的）的類庫到虛擬機(jī)內(nèi)存中骡技。它加載的是System.getProperty("sun.boot.class.path")所指定的路徑或jar。 -
擴(kuò)展類加載器(Extension ClassLoader)：主要負(fù)責(zé)加載<JAVA_HOME>\lib\ext目錄中的，或者被java.ext.dirs系統(tǒng)變量所指定的路徑中的所有類庫布朦。它加載的是
System.getProperty("java.ext.dirs")所指定的路徑或jar囤萤。 -
應(yīng)用程序類加載器(Application ClassLoader)：也叫系統(tǒng)類加載器，主要負(fù)責(zé)加載ClassPath路徑上的類庫是趴，如果應(yīng)用程序沒有自定義自己類加載器涛舍，則這個就是默認(rèn)的類加載器。它加載的是System.getProperty("java.class.path")所指定的路徑或jar唆途。
類加載器的特點(diǎn)
- 運(yùn)行一個程序時富雅，總是由
Application Loader（系統(tǒng)類加載器）開始加載指定的類。 - 在加載類時肛搬，每個類加載器會將加載任務(wù)上交給其父没佑，如果其父找不到，再由自己去加載温赔。
-
Bootstrap Loader（啟動類加載器）是最頂級的類加載器了蛤奢，其父加載器為null。
類加載器的雙親委派模型
類加載器雙親委派模型的工作過程是：如果一個類加載器收到一個類加載的請求陶贼，它首先將這個請求委派給父類加載器去完成远剩，每一個層次類加載器都是如此，則所有的類加載請求都會傳送到頂層的啟動類加載器骇窍，只有父加載器無法完成這個加載請求(即它的搜索范圍中沒有找到所要的類)，子類才嘗試加載锥余。
使用雙親委派模型主要是兩個原因：
- 可以避免重復(fù)加載腹纳，當(dāng)父類已經(jīng)加載了，則就子類不需再次加載驱犹；
- 安全因素嘲恍，如果不用這種，則用戶可以隨意的自定義加載器來替代
Java核心API雄驹，則就會帶來安全隱患佃牛。
下面是一個類加載器雙親委派模型，這里各個類加載器并不是繼承關(guān)系医舆，它們利用組合實(shí)現(xiàn)的父類與子類關(guān)系俘侠。
類加載的幾種方式
- 命令行啟動應(yīng)用時候由
JVM初始化加載，加載含有main的主類蔬将。 - 通過
Class.forName("Hello")方法動態(tài)加載類爷速，默認(rèn)會執(zhí)行初始化塊，這是因?yàn)?code>Class.forName("Hello")其實(shí)就是Class.forName("Hello"霞怀，true,CALLCLASS.getClassLoader())惫东，第二個參數(shù)就是類加載過程中的連接操作。如果指定了ClassLoader，則不會執(zhí)行初始化塊廉沮。 - 通過
ClassLoader.loadClass("Hello")方法動態(tài)加載類颓遏，不會執(zhí)行初始化塊，因?yàn)?code>loadClass方法有兩個參數(shù)滞时，用戶只是用第一個參數(shù)叁幢，第二個參數(shù)默認(rèn)為false，即不對該類進(jìn)行解析則就不會初始化漂洋。
類加載實(shí)例
當(dāng)在命令行下執(zhí)行：java HelloWorld(HelloWorld是含有main方法的類的Class文件)遥皂，JVM會將HelloWorld.class加載到內(nèi)存中，并在堆中形成一個Class的對象HelloWorld.class刽漂。
基本的加載流程如下：
- 尋找
jre目錄演训，尋找jvm.dll，并初始化JVM贝咙； - 產(chǎn)生一個
Bootstrap Loader（啟動類加載器）样悟； -
Bootstrap Loader，該加載器會加載它指定路徑下的Java核心API庭猩，并且再自動加載Extended Loader（標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展類加載器）窟她，Extended Loader會加載指定路徑下的擴(kuò)展JavaAPI，并將其父Loader設(shè)為BootstrapLoader蔼水。 -
Bootstrap Loader也會同時自動加載AppClass Loader（系統(tǒng)類加載器）震糖，并將其父Loader設(shè)為ExtendedLoader。 - 最后由
AppClass Loader加載CLASSPATH目錄下定義的類趴腋，HelloWorld類吊说。
創(chuàng)建自己的類加載器
在Java應(yīng)用開發(fā)過程中，可能會需要創(chuàng)建應(yīng)用自己的類加載器优炬。典型的場景包括實(shí)現(xiàn)特定的Java字節(jié)代碼查找方式颁井、對字節(jié)代碼進(jìn)行加密/解密以及實(shí)現(xiàn)同名Java類的隔離等。創(chuàng)建自己的類加載器并不是一件復(fù)雜的事情蠢护，只需要繼承自java.lang.ClassLoader類并覆寫對應(yīng)的方法即可雅宾。 java.lang.ClassLoader中提供的方法有不少，下面介紹幾個創(chuàng)建類加載器時需要考慮的：
-
defineClass()：這個方法用來完成從Java字節(jié)碼的字節(jié)數(shù)組到java.lang.Class的轉(zhuǎn)換葵硕。這個方法是不能被覆寫的眉抬，一般是用原生代碼來實(shí)現(xiàn)的。 -
findLoadedClass()：這個方法用來根據(jù)名稱查找已經(jīng)加載過的Java類懈凹。一個類加載器不會重復(fù)加載同一名稱的類吐辙。 -
findClass()：這個方法用來根據(jù)名稱查找并加載Java類。 -
loadClass()：這個方法用來根據(jù)名稱加載Java類蘸劈。 -
resolveClass()：這個方法用來鏈接一個Java類昏苏。
這里比較 容易混淆的是findClass()方法和loadClass()方法的作用。前面提到過，在Java類的鏈接過程中贤惯，會需要對Java類進(jìn)行解析洼专，而解析可能會導(dǎo)致當(dāng)前Java類所引用的其它Java類被加載。在這個時候孵构，JVM就是通過調(diào)用當(dāng)前類的定義類加載器的loadClass()方法來加載其它類的屁商。findClass()方法則是應(yīng)用創(chuàng)建的類加載器的擴(kuò)展點(diǎn)。應(yīng)用自己的類加載器應(yīng)該覆寫findClass()方法來添加自定義的類加載邏輯颈墅。 loadClass()方法的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)會負(fù)責(zé)調(diào)用findClass()方法蜡镶。
前面提到，類加載器的代理模式默認(rèn)使用的是父類優(yōu)先的策略恤筛。這個策略的實(shí)現(xiàn)是封裝在loadClass()方法中的官还。如果希望修改此策略，就需要覆寫loadClass()方法毒坛。
下面的代碼給出了自定義的類加載的常見實(shí)現(xiàn)模式：
public class MyClassLoader extends ClassLoader {
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
byte[] b = null; //查找或生成Java類的字節(jié)代碼
return defineClass(name, b, 0, b.length);
}
}
Java垃圾回收機(jī)制
Java堆內(nèi)存
分代收集
新生代（Young Generation）
-
Eden空間（Eden space望伦，任何實(shí)例都通過Eden空間進(jìn)入運(yùn)行時內(nèi)存區(qū)域） -
S0 Survivor空間（S0 Survivor space，存在時間長的實(shí)例將會從Eden空間移動到S0 Survivor空間） -
S1 Survivor空間 （存在時間更長的實(shí)例將會從S0 Survivor空間移動到S1 Survivor空間）
老年代（Old Generation）實(shí)例將從S1提升到Tenured（終身代）
永久代（Permanent Generation）包含類煎殷、方法等細(xì)節(jié)的元信息
永久代空間在Java SE8特性中已經(jīng)被移除屯伞。
垃圾回收過程
年輕代：使用標(biāo)記復(fù)制清理算法，解決內(nèi)存碎片問題豪直。因?yàn)樵谀贻p代會有大量的內(nèi)存需要回收劣摇，GC比較頻繁。通過這種方式來處理內(nèi)存碎片化弓乙，然后在老年代中通過標(biāo)記清理算法來回收內(nèi)存末融，因?yàn)樵诶夏甏枰换厥盏膬?nèi)存比較少，提高效率唆貌。
Eden 區(qū)：當(dāng)一個實(shí)例被創(chuàng)建了，首先會被存儲在堆內(nèi)存年輕代的 Eden 區(qū)中垢乙。
Survivor 區(qū)（S0 和 S1）：作為年輕代 GC（Minor GC）周期的一部分锨咙，存活的對象（仍然被引用的）從 Eden區(qū)被移動到 Survivor 區(qū)的 S0 中。類似的追逮，垃圾回收器會掃描 S0 然后將存活的實(shí)例移動到 S1 中酪刀。總會有一個空的survivor區(qū)钮孵。
老年代： 老年代（Old or tenured generation）是堆內(nèi)存中的第二塊邏輯區(qū)骂倘。當(dāng)垃圾回收器執(zhí)行 Minor GC 周期時（對象年齡計(jì)數(shù)器），在 S1 Survivor 區(qū)中的存活實(shí)例將會被晉升到老年代巴席，而未被引用的對象被標(biāo)記為回收历涝。老年代是實(shí)例生命周期的最后階段。Major GC 掃描老年代的垃圾回收過程。如果實(shí)例不再被引用荧库，那么它們會被標(biāo)記為回收堰塌，否則它們會繼續(xù)留在老年代中。
內(nèi)存碎片：一旦實(shí)例從堆內(nèi)存中被刪除分衫，其位置就會變空并且可用于未來實(shí)例的分配场刑。這些空出的空間將會使整個內(nèi)存區(qū)域碎片化。為了實(shí)例的快速分配蚪战，需要進(jìn)行碎片整理牵现。基于垃圾回收器的不同選擇邀桑，回收的內(nèi)存區(qū)域要么被不停地被整理瞎疼，要么在一個單獨(dú)的GC進(jìn)程中完成。
根可達(dá)性算法
Java語言規(guī)范沒有明確地說明JVM使用哪種垃圾回收算法概漱，但是任何一種垃圾收集算法一般要做2件基本的事情：
- 發(fā)現(xiàn)無用信息對象
- 回收被無用對象占用的內(nèi)存空間丑慎，使該空間可被程序再次使用。
GC Roots
根集就是正在執(zhí)行的Java程序可以訪問的引用變量的集合（包括局部變量瓤摧、參數(shù)竿裂、類變量）
GC Roots的對象包括
- 虛擬機(jī)棧中所引用的對象（本地變量表）
- 方法區(qū)中類靜態(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引用的對象（Native對象）
**可達(dá)性算法分析 **
通過一系列稱為”GC Roots”的對象作為起點(diǎn)，從這些節(jié)點(diǎn)開始向下搜索照弥，搜索所有走過的路徑稱為引用鏈腻异，當(dāng)一個對象到GC Roots沒有任何引用鏈相連時(從GC Roots到此對象不可達(dá))，則證明此對象是不可用的这揣，應(yīng)該被回收悔常。
根搜索算法：計(jì)算可達(dá)性，如圖：
垃圾回收算法
引用計(jì)數(shù)法
引用計(jì)數(shù)法是唯一沒有使用根集（GC Roots）的垃圾回收的法给赞，該算法使用引用計(jì)數(shù)器來區(qū)分存活對象和不再使用的對象机打。堆中的每個對象對應(yīng)一個引用計(jì)數(shù)器。當(dāng)每一次創(chuàng)建一個對象并賦給一個變量時片迅，引用計(jì)數(shù)器置為1残邀。當(dāng)對象被賦給任意變量時，引用計(jì)數(shù)器每次加1柑蛇，當(dāng)對象出了作用域后(該對象丟棄不再使用)芥挣，引用計(jì)數(shù)器減1，一旦引用計(jì)數(shù)器為0耻台，對象就滿足了垃圾收集的條件空免。
唯一沒有使用根可達(dá)性算法的垃圾回收算法。
缺陷：不能解決循環(huán)引用的回收盆耽。
tracing算法（tracing collector）
tracing算法是為了解決引用計(jì)數(shù)法的問題而提出蹋砚，它使用了根集（GC Roots）概念扼菠。垃圾收集器從根集開始掃描，識別出哪些對象可達(dá)都弹，哪些對象不可達(dá)娇豫，并用某種方式標(biāo)記可達(dá)對象，例如對每個可達(dá)對象設(shè)置一個或多個位畅厢。在掃描識別過程中冯痢，基于tracing算法的垃圾收集也稱為標(biāo)記和清除(mark-and-sweep)垃圾收集器。
compacting算法（Compacting Collector）
為了
解決堆碎片問題框杜，在清除的過程中浦楣，算法將所有的對象移到堆的一端，堆的另一端就變成了一個相鄰的空閑內(nèi)存區(qū)咪辱，收集器會對它移動的所有對象的所有引用進(jìn)行更新振劳，使得這些引用在新的位置能識別原來的對象。在基于Compacting算法的收集器的實(shí)現(xiàn)中油狂，一般增加句柄和句柄表历恐。
copying算法（Coping Collector）
該算法的提出是為了克服
句柄的開銷和解決堆碎片的垃圾回收。它開始時把堆分成 一個對象面和多個空閑面专筷，程序從對象面為對象分配空間弱贼，當(dāng)對象滿了，基于coping算法的垃圾收集就從根集中掃描活動對象磷蛹，并將每個活動對象復(fù)制到空閑面（使得活動對象所占的內(nèi)存之間沒有空閑洞）吮旅，這樣空閑面變成了對象面，原來的對象面變成了空閑面味咳，程序會在新的對象面中分配內(nèi)存庇勃。
generation算法（Generational Collector） ：現(xiàn)在的java內(nèi)存分區(qū)
stop-and-copy垃圾收集器的一個缺陷是收集器必須復(fù)制所有的活動對象，這增加了程序等待時間槽驶，這是coping算法低效的原因责嚷。在程序設(shè)計(jì)中有這樣的規(guī)律：多數(shù)對象存在的時間比較短，少數(shù)的存在時間比較長掂铐。因此罕拂，generation算法將堆分成兩個或多個，每個子堆作為對象的一代 （generation）堡纬。由于多數(shù)對象存在的時間比較短聂受，隨著程序丟棄不使用的對象蒿秦，垃圾收集器將從最年輕的子堆中收集這些對象烤镐。在分代式的垃圾收集器運(yùn)行后，上次運(yùn)行存活下來的對象移到下一最高代的子堆中棍鳖，由于老一代的子堆不會經(jīng)常被回收炮叶，因而節(jié)省了時間碗旅。
adaptive算法（Adaptive Collector）
在特定的情況下，一些垃圾收集算法會優(yōu)于其它算法镜悉∷畋伲基于Adaptive算法的垃圾收集器就是監(jiān)控當(dāng)前堆的使用情況，并將選擇適當(dāng)算法的垃圾收集器侣肄。
