一、前言

自從入行以來，一直沒有深入學習過JVM，雖然看過好些書、部落格也有一點了解，但都不是專門講JVM的，所以對JVM停留在淺顯的瞭解上，沒有深入瞭解過，一直想深入學習，不過想學的東西太多了，這就導致JVM成了自己的短板，前些日子在網上看到了救火大隊長的《從零開始帶你成為JVM實戰高手》專欄正在更新中，決定藉此機會好好深入學習一下，順便把學習心得結合以前學習的知識記錄下來，加深自己的理解。

二、JVM載入類的過程

• 載入，載入為按需載入，主執行緒需要用到一個類才開始載入一個類。
• 驗證，簡而言之就是校驗class內容是否符合指定規範
• 準備，為類變數分配記憶體空間，並初始預設值。
• 初始化，執行類的初始化程式碼（靜態程式碼塊，靜態賦值程式碼），注：初始化會檢驗父類是否初始化，沒有則必須先初始化父類。
• 使用
• 解除安裝

三、類載入器

種類

• 啟動類載入器-Bootstrap ClassLoader，用於載入Java核心類庫-java安裝目錄下的lib目錄下的class。
• 擴充套件類載入器-Extension ClassLoader，用於載入java下的一些擴充套件類庫-java安裝目錄lib\ext下的class。
• 應用程式類載入器-Application ClassLoader，載入專案ClassPath下所的class。
• 自定義類載入器，自己定義的類載入器

雙親委派機制

意思就是即優先讓父ClassLoader去載入。原因是避免重複載入，保證一個特定classPath下的Class物件在記憶體中的唯一性。

層次圖

tomcat破壞雙親委派

tomcat作為java編碼的web容器，本身也是在jvm中執行，怎麼讓基於tomcat容器的各個web應用正常執行，使得各個web應用包含的應用的class不會亂套，必須破壞雙親委派機制，為每一個web應用的class都用不同的類載入器去載入。

• tomcat的類載入器層次圖

其中：

common、catalina、shared負責載入tomcat自己的核心類庫，webApp載入web應用的class（隔離web應用引用的三方類庫），jsp載入器載入JSP(每個JSP檔案都對應一個Jsp類載入器，jsp載入器支援熱載入，即Jsp只要修改，就重新載入一次覆蓋原來的jsp)。

通過tomcat的類載入機制，可以達成以下目標：

• tomcat支援各個web引用中不同版本的三方類庫相互隔離。
• 同一個第三方類庫的相同版本在不同web應用可以共享。
• tomcat自身依賴的類庫需要與應用依賴的類庫隔離 。
• jsp需要支援修改後不用重啟tomcat即可生效 為了上面類載入隔離和類更新不用重啟，定製開發各種的類載入器。

自定義類載入器的作用

• 實際中，可以從Web伺服器、資料庫或快取伺服器獲取bytes陣列，這就不是系統類載入器能做到的了。
• 可以從不同的路徑中獲取同一個類的不同class物件，可以實現隔離，一個複雜的程式，內部可能按模組組織，不同模組可能使用同一個類，但使用的是不同版本，如果使用同一個類載入器，它們是無法共存的，不同模組使用不同的類載入器就可以實現隔離，Tomcat使用它隔離不同的Web應用，OSGI使用它隔離不同模組。
• 可以實現熱部署。使用同一個ClassLoader，類只會被載入一次，載入後，即使class檔案已經變了，再次載入，得到的也還是原來的Class物件，而使用自定義類載入器，則可以先建立一個新的ClassLoader，再用它載入Class，得到的Class物件就是新的，從而實現動態更新。

四、JVM記憶體區域劃分

方法區（1.8之後叫metaspace-元資料空間）

存放類的元資料資訊，可以理解為反射獲取的Class物件的哪些資訊。

程式計數器

• 記錄當前執行的class檔案中位元組碼指令的位置
• 與執行緒是一對一的關係，每個執行緒都會有自己的一個程式計數器

棧

一個程式計數器對應一個執行緒、一個執行緒對應一個棧、一個棧由一個個棧幀組成，一個方法對應一個棧幀，棧幀包含區域性變量表、運算元棧、動態連結、方法出口（相當於結束方法時需要跳轉的位置）。棧幀在呼叫方法的時候進棧，方法結束的時候出棧。

堆

• 存放引用型別的區域性變數指向的物件的地址
• 所有執行緒共享
• 當引用變數地址資料出棧時，堆中的記憶體釋放由JVM控制回收

其他記憶體區域

• 執行native方法會有執行緒對應的本地方法棧。
• NIO中ByteBuffer類方法：allocateDirect（int capacity）-堆外分配記憶體空間返回DirectBuffer，通過DirectBuffer的Api可以操作堆外記憶體。

圖示

四、小結

這篇文章是JVM總結的第一篇部落格，可能會覺得有點Low，不過寫這篇部落格也是想從零開始學習總結一番，就這樣吧。 文中大部分內容來、圖片（我也自己畫過，但是太醜了，就不貼了）來源於救火大隊長的《從零開始帶你成為JVM實戰高手》專欄文章所學筆記心得，地址在下面，有興趣的朋友可以去看看（是收費專欄，不過較便宜）。

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