javaJVM_虛擬機_類加載器

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一窍蓝、java虛擬機的生命周期

虛擬機存在的目的是讓java程序能夠正常運行妓羊，所以它的生命周期也是伴隨著java程序的初始化與終止。服務(wù)器上有多少個java程序正在運行尚困，就有多少個java虛擬機在維護這個程序。
java虛擬機的初始化以java程序main方法作為入口讶迁，main方法必須是public static void 并以字符串數(shù)組作為參數(shù)亿鲜，可以不適用main作為方法名吻贿，但是必須在虛擬機中配置好。main方法被初始線程初始化為初始化線程呻右。
java線程分為守護線程與普通線程跪妥，守護線程是java虛擬機的線程，負責(zé)守護普通線程的正常運行声滥，例如垃圾回收線程眉撵。
普通線程為java程序內(nèi)的線程，當所有普通線程執(zhí)行完畢結(jié)束落塑，則java虛擬機生命周期結(jié)束纽疟。
通過thread.setDaemon(true)可以將普通線程設(shè)置為守護線程

public class JAVAtest {

    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("守護開始");
                for (int i = 0 ; i < 100 ; i ++) {
                    try {
                        Thread.sleep(100) ;
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(i);
                }
            }
        };
//        thread.setDaemon(true);
        thread.start();

        Runnable runnable = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(12);
            }
        };
        Thread thread1 = new Thread(runnable);
        thread1.start();
    }
}

二、java虛擬機的體系結(jié)構(gòu)

1.類加載器子系統(tǒng)：負責(zé)加載程序中的類型（類和接口）
2.執(zhí)行引擎：負責(zé)執(zhí)行被加載類中包含的指令
3.運行時數(shù)據(jù)區(qū)：負責(zé)保存字節(jié)碼憾赁、被加載類的其他額外信息

三污朽、類加載器子系統(tǒng)

1.類的唯一性：

對于任意一個類，都需要由加載它的類加載器和類的全限定名一同確定其在Java虛擬機中的唯一性龙考。（此處的類加載器由于采用雙親委派模型蟆肆，所以真正加載類的可能并不是你所使用的類加載器，例如兩個自定義類加載器繼承了ClassLoader晦款，所以加載類的為同一個頂層類加載器）每一個類被加載為Class類的實例炎功，類加載器對象與class對象都保存在堆中，類信息保存在方法區(qū)中缓溅。

2.類加載器：

2.1類加載器類別：

從java虛擬機的角度劃分：
a.啟動類加載器（Bootstrap ClassLoader）：這個類加載器使用C++語言實現(xiàn)蛇损，是虛擬機自身的一部分。
b.其他的類加載器：這些類加載器由Java語言實現(xiàn)坛怪，獨立于虛擬機州藕，并且全部都繼承自抽象類java.lang.ClassLoader。

從java繼承級別劃分：
a.啟動類加載器（Bootstrap ClassLoader）：虛擬機的一部分酝陈，由c++編寫。這個類加載器負責(zé)將存放在<JAVA_HOME>\lib目錄中毁涉，或者被-Xbootclasspath虛擬機參數(shù)指定的路徑中沉帮，并且是虛擬機識別的類庫加載到虛擬機內(nèi)存中。
b.擴展類加載器（Extension ClassLoader）：該加載器器是用JAVA編寫，且它的父類加載器是Bootstrap穆壕，是由sun.misc.Launcher$ExtClassLoader實現(xiàn)的待牵，主要加載JAVA_HOME/lib/ext目錄中的類庫。開發(fā)者可以這幾使用擴展類加載器喇勋。
c.應(yīng)用程序類加載器（Application ClassLoader）：由于這個類加載器是ClassLoader中的getSystemClassLoader()方法的返回值缨该，所以一般也稱為系統(tǒng)類加載器。它負責(zé)加載用戶類路徑（ClassPath）上所指定的類庫川背，開發(fā)者可以直接使用這個類加載器贰拿，如果應(yīng)用程序中沒有自定義過自己的類加載器，一般情況下這個就是程序中默認的類加載器熄云。

注意：類加載器的體系并不是“繼承”體系膨更，而是委派體系，大多數(shù)類加載器首先會到自己的parent中查找類或者資源缴允，如果找不到才會到自己本地查找荚守。類加載器的委托行為動機是為了避免相同的類被加載多次。

2.3雙親委派模型：

image.png

類加載器之間的層次關(guān)系练般，稱為類加載器的雙親委派模型矗漾。雙親委派模型要求除了頂層的啟動類加載器外，其余類加載器都應(yīng)該有自己的父類加載器薄料。注意敞贡，這里類加載器之間的父子關(guān)系一般不會以繼承的關(guān)系實現(xiàn)，而是使用組合關(guān)系來復(fù)用父加載器的代碼都办。

2.4雙親委派模型的工作過程：

如果一個類加載器收到了類加載的請求嫡锌，它首先不會自己去嘗試加載這個類，而是把這個請求委派給父類加載器去完成琳钉，每一個層次的類加載器都是如此势木，因此所有的加載請求最終都應(yīng)該首先傳送到頂層的啟動類加載器中，只有當父加載器反饋自己無法完成這個加載請求時歌懒，子加載器才會嘗試自己去加載啦桌。

2.5雙親委派模型的實現(xiàn)

類加載器均是繼承自java.lang.ClassLoader抽象類。首先及皂，我們看一看java.lang.ClassLoader類的loadClass()方法：

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
        throws ClassNotFoundException
    {
        synchronized (getClassLoadingLock(name)) {//對加載類的過程進行同步
            // 首先甫男，檢查請求的類是否已經(jīng)被加載過了
            // First, check if the class has already been loaded
            Class c = findLoadedClass(name);
            if (c == null) {
                long t0 = System.nanoTime();
                try {
                    if (parent != null) {
                        c = parent.loadClass(name, false);//委派請求給父加載器
                    } else {
                        //父加載器為null，說明this為擴展類加載器的實例验烧，父加載器為啟動類加載器
                        c = findBootstrapClassOrNull(name);
                    }
                } catch (ClassNotFoundException e) {
                    // 如果父加載器拋出ClassNotFoundException
                    // 說明父加載器無法完成加載請求
                    // ClassNotFoundException thrown if class not found
                    // from the non-null parent class loader
                }
 
                if (c == null) {
                    // 如果父加載器無法加載
                    // 調(diào)用本身的findClass方法來進行類加載
                    // If still not found, then invoke findClass in order
                    // to find the class.
                    long t1 = System.nanoTime();
                    c = findClass(name);
 
                    // this is the defining class loader; record the stats
                    sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
                }
            }
            if (resolve) {
                resolveClass(c);
            }
            return c;
        }
    }

通過進一步分析標準擴展類加載器（sun.misc.Launcher $ExtClassLoader）和系統(tǒng)類加載器（sun.misc.Launcher$ AppClassLoader）的代碼以及其公共父類（java.net.URLClassLoader和java.security.SecureClassLoader）的代碼可以看出板驳，都沒有重寫java.lang.ClassLoader中默認的委派加載規(guī)則——loadClass（…）方法。所以這些類加載器都沿用了ClassLoader的雙親委派規(guī)則

2.6雙親委派模型的優(yōu)點

a.安全性：通過使用雙親委派模型碍拆，同一個類由不同的類加載器加載出來仍然是同一個類若治，不會出現(xiàn)使java程序出現(xiàn)混亂慨蓝。避免類被重復(fù)加載

3.類加載機制

加載 — 驗證 — 準備 — 解析 — 初始化
加載：通過一個類的全限定名獲取其對應(yīng)的二進制流，將二進制流內(nèi)類的靜態(tài)存儲結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榉椒▍^(qū)中的運行時數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)端幼。在java堆中生成一個代表這個類的對象礼烈，作為方法區(qū)對應(yīng)數(shù)據(jù)的入口。（這個階段可控性是最高的婆跑，因為可以在此階段選擇加載類的類加載器）
注意此時堆中的對象為類對象此熬。

驗證：為了確保class文件字節(jié)流中包含的信息符合虛擬機的要求，不會對虛擬機造成威脅滑进。
準備：為方法區(qū)中的靜態(tài)數(shù)據(jù)初始化犀忱，此時的初始化是初始化null，0郊供，等默認值峡碉，如果數(shù)據(jù)被final static修飾，則初始化指定值驮审。
解析：把類中的符號引用轉(zhuǎn)變?yōu)橹苯右?br> 初始化：根據(jù)程序執(zhí)行類構(gòu)造器<client>鲫寄，為類變量賦值。構(gòu)造器方法是由編譯器自動收集類中的類變量的賦值操作和靜態(tài)語句塊中的語句合并而成的疯淫。

以下不會觸發(fā)初始化：
1.通過子類引用父類的靜態(tài)字段地来，只會觸發(fā)父類的初始化，而不會觸發(fā)子類的初始化熙掺。
2.定義對象數(shù)組未斑，不會觸發(fā)該類的初始化。
3.常量在編譯期間會存入調(diào)用類的常量池中币绩，本質(zhì)上并沒有直接引用定義常量的類蜡秽，不會觸發(fā)定義常量所在的類。
4.通過類名獲取Class對象缆镣，不會觸發(fā)類的初始化芽突。
5.通過Class.forName加載指定類時，如果指定參數(shù)initialize為false時董瞻，也不會觸發(fā)類初始化寞蚌，其實這個參數(shù)是告訴虛擬機，是否要對類進行初始化钠糊。
6.通過ClassLoader默認的loadClass方法挟秤，也不會觸發(fā)初始化動作。