JVM详解

JVM就是Java虚拟机，Java虚拟机就是JVM

运行时数据区

类加载器

Java的类加载器遵循双亲委派模型，主要分为三个层次：启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）、扩展类加载器（Extension ClassLoader）和应用程序类加载器（Application ClassLoader）。启动类加载器是最顶层的，由C++实现，负责加载Java核心库如rt.jar。扩展类加载器负责加载扩展目录下的类，而应用程序类加载器则负责加载classpath下的类。用户自定义的类加载器通常继承自应用程序类加载器。

• 启动类（根）加载器（Bootstrap ClassLoader）
• 扩展类加载器（Extension ClassLoader）
• 应用程序（系统类）加载器（Application ClassLoader）
• 虚拟机自带的加载器

public class Student {
    public static void main(String[] args) {
        Student student1 = new Student();
        Student student2 = new Student();
        Student student3 = new Student();
        System.out.println(student1.hashCode());
        System.out.println(student2.hashCode());
        System.out.println(student3.hashCode());
        System.out.println(student1.getClass());
        System.out.println(student2.getClass());
        System.out.println(student3.getClass());
    }
}

类是模板，对象是具体的

三个实例的 hashCode() 值通常不同，因为它们是独立的对象，内存地址不同。

Student 类被同一个类加载器加载，三个实例的 getClass() 返回的 Class 对象是同一个。如果通过不同的类加载器加载 Student 类（例如自定义类加载器），即使类名相同，JVM 也会认为它们是不同的类，导致 getClass() 返回不同的 Class 对象。

public class Student {
    public static void main(String[] args) {
        Student student1 = new Student();
        Student student2 = new Student();
        Student student3 = new Student();
        System.out.println(student1.hashCode());
        System.out.println(student2.hashCode());
        System.out.println(student3.hashCode());
        System.out.println(student1.getClass());
        System.out.println(student2.getClass());
        System.out.println(student3.getClass());

        Class<? extends Student> class1 = student1.getClass();
        ClassLoader classLoader = class1.getClassLoader();
        System.out.println(classLoader);//Application ClassLoader
        System.out.println(classLoader.getParent());//Extension ClassLoader
        System.out.println(classLoader.getParent().getParent());//null，1.找不到2.java程序获取不到
    }
}

我们可以看到 

• Student 类由应用程序类加载器（Application ClassLoader）加载
• 应用程序类加载器的父加载器是扩展类加载器（Extension ClassLoader）
• 扩展类加载器的父加载器是启动类加载器（Bootstrap ClassLoader），但由于它是 JVM 内部用 C++ 实现的，Java 中无法直接获取其引用，因此返回 null。

而在 Java 9 及更高版本中，由于模块化系统（JPMS）的引入，类加载器的结构和职责被重新设计：

• Bootstrap ClassLoader：仍为顶层加载器，但不再直接暴露给开发者。
• PlatformClassLoader（平台类加载器）：取代了 ExtClassLoader，负责加载平台模块（如 java.base、java.xml 等核心模块）。
• AppClassLoader（应用程序类加载器）：加载用户自定义的模块和 classpath 下的类。

双亲委托机制

主要目的：解决类加载冲突，即安全。

双亲委托流程

1. 用户代码请求加载类：例如，AppClassLoader收到加载com.example.MyClass的请求。

2. 向上委派：

   • AppClassLoader先委派给父加载器PlatformClassLoader。

   • PlatformClassLoader进一步委派给Bootstrap ClassLoader。

3. 逐级尝试加载：

   • Bootstrap ClassLoader尝试加载核心类（如java.lang.String），若找到则返回。

   • 若未找到，PlatformClassLoader尝试加载平台模块中的类。

   • 若仍失败，AppClassLoader最终在用户模块或classpath下加载类。

Native 

Native 方法是 Java 中通过 JNI（Java Native Interface） 调用本地代码（如 C/C++ 编写的函数）的桥梁。即java的作用范围达不到，才调用底层C语言的库

JNI：扩展java的使用，融合不同的编程语言为java所用，在内存区域中开辟了一块标记区域（本地方法栈）登记native方法

程序计数器

程序计数器（PC寄存器）是 JVM运行时数据区 中一块线程私有的小内存空间，用于存储当前线程正在执行的字节码指令地址（或Native方法的执行状态）。

方法区

方法区是 JVM运行时数据区 的一部分，用于存储已被加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。

• 存储类的元数据（如类名、字段描述、方法字节码）。
• 维护运行时常量池（包含字面量、符号引用）。
• 存放静态变量（static修饰的变量）和JIT编译后的本地代码。