一、概述

1. 概念

java虚拟机，在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能。

2. 思维导图

在这里插入图片描述

3.jvm位置图

在这里插入图片描述

4. jvm体系结构

4.1 简图

高效记忆：JVM架构简图

（1）头发：头上的假发（.java File）被发卡（.class File）卡得非常热（class loader）

（2）眼睛：眼睛看到很多深圳本地（本地方法栈）人站（栈）在大街上，人多的计数器（计数器）都算不过来，原来周杰伦来开演唱会了！

（3）耳朵：耳朵没有办法（方法区）听到外面的声音，因为房子是全部用隔音墙堆（堆）的。

（4）鼻子：我的鼻子直接（直接内存）闻到了很远（元数据区）的红烧牛肉的味道，太香了！

（5）嘴巴：我用本地方法（本地方法库）吃东莞烧鹅，然后直接口（本地方法接口）吃了，最后无法执行（执行引擎）今天的演讲任务了。

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4.2 详细图

在这里插入图片描述

5.ClassLoader（类加载器）

5.1 类加载

5.1.1 概念

（1）Java File 文件经过编译后变成 .class File字节码文件
（2）class File字节码文件通过类加载器加载到 JVM 虚拟机中。

5.1.2 运行时数据区

虚拟机主要的 5 大块：
（1）栈和本地方法栈和计数器都是独享区域，不存在线程安全问题。
（2）方法区，堆都为线程共享区域，有线程安全问题。
（3）JVM 的调优主要围绕栈、堆两大块进行。
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5.2 类加载

5.2.1流程图

高效记忆：类加载流程

（1）今天我太无聊了，于是下载（加载）了抖音安装包，安装抖音的时候，手机会先验证（验证）安装包的安全性。

（2）安装好后抖音会做好自启动、开启定位等准备（准备），然后会解析（解析）我的用户名和密码等信息，最后初始化（初始化）信息。

（3）当我使用（使用）一天后觉得浪费了太多时间，于是又把抖音卸载（卸载）了。

上述可以结合自己对具体过程联合记忆，如：

加载：加了2个擂（2进制类）台，擂台上东西堆成了卡车模特队形象。（class对象）

验证：验证文件格式中是否有字节码、引用符号

准备：准备嫁给变态（静态变量）却被默认（初始默认值）了

解析：引用符号直接引用

初始化：变态被赋予正确的初始价值

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5.2.2 顺序

（1）加载、验证、准备和初始化这4个阶段发生的顺序是确定的，而解析阶段则不一定。
（2）解析可以在初始化之后开始，是为了支持 Java 语言的运行时绑定
（3）另外这5个阶段是按顺序开始，而不是按顺序进行或完成。
（4）这些阶段通常都是互相交叉地混合进行，通常在一个阶段执行的过程中调用或激活另一个阶段。

5.2.3 概述

（1）加载：查找并加载类的二进制数据，在 Java 堆中创建一个 java.lang.Class 类的对象；

（2）连接：连接包含：验证、准备、初始化；

验证：文件格式、元数据、字节码、符号引用验证；
准备：为类的静态变量分配内存，并将其初始化为默认值；
解析：把类中的符号引用转换为直接引用。

（3）初始化：为类的静态变量赋予正确的初始值；

BootStrap ClassLoader：rt.jar
Extention ClassLoader：加载扩展的 jar 包
App ClassLoader：指定的 classpath 下面的 jar包
Custom ClassLoader：自定义的类加载器

（4）使用：new出对象程序中使用；

（5）卸载：执行垃圾回收。

5.3 类加载器

高效记忆：类加载分类

我引导（引导类加载器）爸妈扩展了（扩展类加载器）微信聊天应用（应用类加载器）的用户自定义表情（用户自定义类加载器）。

5.3.1 启动/引导类加载器

Bootstrap

（1）主要加载的是JVM自身需要的类，使用C++语言实现，
（2）负责将 <JAVA_HOME>/lib路径下的核心类库或-Xbootclasspath参数指定的路径下的jar包加载到内存中
，只加载包名为java、javax、sun等开头的类。

5.3.2 扩展类加载器

Extension
（1）加载系统类路径java -classpath或-D java.class.path 指定路径下的类库，开发者可以直接使用
（2）一般情况下该类加载是程序中默认的类加载器，通过ClassLoader#getSystemClassLoader()方法可以获取到该类加载器。

5.3.3 系统/应用类加载器

System、Application

5.3.4 用户自定义加载器

**Custom **

5.4 类加载实例

5.4.1 图

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5.4.2 获取类加载器的代码

class Person{
}


public class TestClassLoader {
    public static void main(String[] args) {

        Person person_01 = new Person();
        Person person_02 = new Person();
        Person person_03 = new Person();

        //发现person_01，person_02，person_03的hashCode一致，代表这三个实例化对象隶属于一个Class，即Person
        System.out.println(person_01.hashCode());
        System.out.println(person_02.hashCode());
        System.out.println(person_03.hashCode());

        //Person实例化对象person_01通过getClass()方法得到Class对象Person
        Class Person = person_01.getClass();
        //Person通过getClassLoader()方法得到系统类加载器
        ClassLoader myClassLoader = Person.getClassLoader();
        System.out.println(myClassLoader.hashCode());
        //加载器对象myClassLoader通过getParent()方法得到拓展类加载器
        ClassLoader myParentClassLoader = myClassLoader.getParent();
        System.out.println(myParentClassLoader.hashCode());
        //加载器对象myGPClassLoader通过getParent()方法得到引导类加载器
        ClassLoader myGPClassLoader = myParentClassLoader.getParent();
        System.out.println(myGPClassLoader.hashCode()); //发现报错，无法通过方法获取引导类加载器
    }

}

6.双亲委派机制

6.1 类加载器间关系图

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备注：
父类加载器并非通常所说的类继承关系，而是采用组合关系来复用父类加载器的相关代码。

6.2 工作原理

高效记忆：双亲委派原理

（1）子类（类加载器）班级学生会收到校外联谊请求（类加载请求）访问后，不是自己班级学生会先去决定并执行（加载执行）接待，而是先委托给父类（父类加载器）系级学生会去决定接待，

（2）如果父类（父类加载器）系级学生会还有父类（父类加载器）院级学生会，则进一步向上委托，直到顶级父类（顶级类加载器）总学生会。

（3）父类（父类加载器）总学生会决定接待后，如果需要父类（父类加载器）总学生会执行接待，就由父类（父类加载器）总学生会直接执行接待

（4）如果父类（父类加载器）总学生会不需要亲自执行接待，则让他子类（子类加载器）院级学生会去执行接待。

（1）一个类加载器收到类加载请求后并不会自己先去加载，而是把请求委托给父类的加载器去执行
（2）如果父类加载器还存在其父类加载器，则进一步向上委托直到顶级类加载器，
（3）如果父类加载器完成类加载，就成功返回
（4）如果父类加载器未完成类加载，其子类加载器就会去加载。

6.3 优点

（1）确保类只被加载一次，避免重复加载
（2）用户即使自定义同样路径的java.lang.Integer类，最后加载还是jdk的Integer类。
避免了恶意篡改核心包的风险。

7.沙箱安全机制

7.1 概念

（1）将 Java 代码限定在虚拟机特定的运行范围中，并且严格限制代码对本地系统资源访问。
（2）保证对代码的有效隔离，防止对本地系统造成破坏。
（3）沙箱主要限制CPU、内存、文件系统、网络等系统资源访问。

7.2 沙箱的基本组件

7.2.1 字节码校验器(bytecode verifier)

（1）确保Java类文件遵循Java语言规范，帮助Java程序实现内存保护
（2）核心类等不用经过字节码校验

7.2.2 类加载(class loader)

（1）防止恶意代码去干涉善意的代码;
（2）守护了被信任的类库边界;
（3）将代码归入保护域,确定了代码可以进行哪些操作。

二、jvm详解

运行时数据区域

（1）Java 程序在运行时，会为 JVM 单独划出一块内存区域。
（2）这块内存区域又可以再次划分出一块运行时数据区，含以下五个部分：
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高效记忆：JVM运行区数据类型

（1）我在客栈（栈）里的8（8大基本数据类型）个对象饮用（对象引用）青梅煮酒，

（2）因为不讲究喝酒方法（方法区）醉的一塌糊涂，最后都变态（静态变量）地躺在敞亮水池（常量、运行时常量池）中，累的没有办法起来（类、方法），

（3）等我醒来发现，前面都是我堆（堆）集的梦里new出来的对象（new的对象实例）

1.本地方法栈（Native）

Native Method Stack

1.1 本地方法

（1）凡是带了native关键字的，说明java的作用范围达不到了，回去调用底层c语言的库！
（2）会进入本地方法栈，然后去调用本地方法接口将native方法引入执行

1.2 本地方法栈

（1）线程独享区，负责登记native方法
（2）在执行引擎( Execution Engine )执行的时候，通过本地方法接口（JNI）加载本地方法库中的方法。
（3）如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，将抛出 StackOverflowError 异常；
（4）如果虚拟机栈可以动态扩展，当扩展时无法申请到足够的内存时会抛出 OutOfMemoryError异常。

2.虚拟机栈：简称栈

2.1 概述

（1）线程私有，每个线程独享一个虚拟机栈，生命周期与线程相同。
（2）描述Java 方法执行的内存模型：

每个方法被执行的时候都会同时创建一个栈帧（Stack Frame）
栈帧用于存储局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口等信息。
每一个方法被调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。
（3）栈内存主管程序的运行、生命周期和线程同步。线程结束,栈内存就释放，不存在垃圾回收问题。
（4）栈内存中运行:8大基本类型+对象引用.
（5）与本地方法栈一样，虚拟机栈区域也会抛出 StackOverflowError 和 OutOfMemoryError 异常。

2.2 栈图

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2.3 栈流程

2.3.1 流程概述

例：int a=7；

（1）局部变量表：存放局部变量（a）

（2）操作数栈：存放操作数（7）

（3）动态链接：将符号引用转成直接引用（符号引用就是你知道调用了谁，直接引用就是你拿到将要要调用的方法的地址）

（4）方法出口：方法结束

2.3.2 流程图

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3.PC程序计数器

（1）线程私有，每个线程都有一个。
（2）记录当前线程所执行的位置。
（3）当线程获得 CPU 的执行权的时候，就直接从记录的位置开始执行。
分支、循环、跳转、异常处理也都依赖这个程序计数器来完成。

4.方法区（Method Area）

（1）所有线程共享区域，线程不安全区域。
（2）存储已被虚拟机加载的类、方法信息等，如类信息(构造方法、接口定义)（Class）、静态变量（static）、常量（final）、运行时常量池、即时编译器编译后的代码等数据。但是实例变量存在堆内存中
（3）无法满足内存分配需求时，将抛出 OutOfMemoryError 异常。

5.堆

5.1 概述

（1）线程共享区域，因此是线程不安全的。
（2）一个JVM只有一个堆内存，堆内存的大小是可以调节的
（3）存储的是我们 new 来的对象即对象实例，不存放基本类型和对象引用。
（4）类加载器读取类文件后,一般会把类、方法、常量、变量及所有引用类型的真实对象放入堆中。
（5）由于创建了大量的对象，垃圾回收器主要工作在这块区域；
（6）会发生 OutOfMemoryError

5.2 结构图

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5.3 新生区

5.3.1 概念

类的诞生,成长和死亡的地方

5.3.2 组成

（1）伊甸园区:所有对象都在伊甸园区new出来
（2）幸存0区和幸存1区:轻GC之后存下来的

5.4 老年区（养老区）

多次轻GC存活下来的对象放在老年区

8.5 永久区

jdk1.8后称为元空间：逻辑上存在，物理上不存在，因为：存储在本地磁盘内,不占用虚拟机内存
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9.总结

（1）栈：基本类型的变量，对象的引用变量，实例对象的方法
（2）堆：存放由new创建的对象
（3）方法区：Class对象，static变量，常量池（常量）

备注： 默认情况下,JVM使用的最大内存为电脑总内存的四分之一,JVM使用的初始化内存为电脑总内存的六十四分之一.

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Java基础之jvm1

一、概述

1. 概念

2. 思维导图

3.jvm位置图

4. jvm体系结构

4.1 简图

高效记忆：JVM架构简图

（1）头发：头上的假发（.java File）被发卡（.class File）卡得非常热（class loader）

（2）眼睛：眼睛看到很多深圳本地（**本地方法栈）**人站（栈）在大街上，人多的计数器（计数器）都算不过来，原来周杰伦来开演唱会了！

（3）耳朵：耳朵没有办法（方法区）听到外面的声音，因为房子是全部用隔音墙堆（堆）的。

（4）鼻子：我的鼻子直接（直接内存）闻到了很远（元数据区）的红烧牛肉的味道，太香了！

（5）嘴巴：我用本地方法（本地方法库）吃东莞烧鹅，然后直接口（本地方法接口）吃了，最后无法执行（执行引擎）今天的演讲任务了。

4.2 详细图

5.ClassLoader（类加载器）

5.1 类加载

5.1.1 概念

5.1.2 运行时数据区

5.2 类加载

5.2.1流程图

高效记忆 ：类加载流程

（1）今天我太无聊了，于是下载（加载）了抖音安装包，安装抖音的时候，手机会先验证（验证）安装包的安全性。

（2）安装好后抖音会做好自启动、开启定位等准备（准备），然后会解析（解析）我的用户名和密码等信息，最后初始化（初始化）信息。

（3）当我使用（使用）一天后觉得浪费了太多时间，于是又把抖音卸载（卸载）了。

上述可以结合自己对具体过程联合记忆，如：

加载：加了2个擂（2进制类）台，擂台上东西堆成了卡车模特队形象。（class对象）

验证：验证文件格式中是否有字节码、引用符号

准备：准备嫁给变态（静态变量）却被默认（初始默认值）了

解析：引用符号直接引用

初始化：变态被赋予正确的初始价值

5.2.2 顺序

5.2.3 概述

5.3 类加载器

高效记忆：类加载分类

我引导（引导类加载器）爸妈扩展了 （扩展类加载器）微信聊天应用（应用类加载器）的用户自定义表情（用户自定义类加载器）。

5.3.1 启动/引导类加载器

5.3.2 扩展类加载器

5.3.3 系统/应用类加载器

5.3.4 用户自定义加载器

5.4 类加载实例

5.4.1 图

5.4.2 获取类加载器的代码

6.双亲委派机制

6.1 类加载器间关系图

6.2 工作原理

高效记忆：双亲委派原理

（1）子类（类加载器）班级学生会收到校外联谊请求（类加载请求）访问后，不是自己班级学生会先去决定并执行（加载执行）接待，而是先委托给父类（父类加载器）系级学生会去决定接待，

（2）如果父类（父类加载器）系级学生会还有父类（父类加载器）院级学生会，则进一步向上委托，直到顶级父类（顶级类加载器）总学生会。

（3）父类（父类加载器）总学生会决定接待后，如果需要父类（父类加载器）总学生会执行接待，就由父类（父类加载器）总学生会直接执行接待

（4）如果父类（父类加载器）总学生会不需要亲自执行接待，则让他子类（子类加载器）院级学生会去执行接待。

6.3 优点

7.沙箱安全机制

7.1 概念

7.2 沙箱的基本组件

7.2.1 字节码校验器(bytecode verifier)

7.2.2 类加载(class loader)

二、jvm详解

运行时数据区域

高效记忆：JVM运行区数据类型

（1）我在客栈（栈）里的8（8大基本数据类型）个对象饮用（对象引用）青梅煮酒，

（2）因为不讲究喝酒方法（方法区）醉的一塌糊涂，最后都变态（静态变量）地躺在敞亮水池（常量、运行时常量池）中，累的没有办法起来（类、方法），

（3）等我醒来发现，前面都是我堆（堆）集的梦里new出来的对象（new的对象实例）

1.本地方法栈（Native）

1.1 本地方法

1.2 本地方法栈

2.虚拟机栈：简称栈

2.1 概述

2.2 栈图

2.3 栈流程

2.3.1 流程概述

2.3.2 流程图

3.PC程序计数器

4.方法区（Method Area）

5.堆

5.1 概述

5.2 结构图

5.3 新生区

5.3.1 概念

5.3.2 组成

5.4 老年区（养老区）

（2）眼睛：眼睛看到很多深圳本地（本地方法栈）人站（栈）在大街上，人多的计数器（计数器）都算不过来，原来周杰伦来开演唱会了！

高效记忆：类加载流程

我引导（引导类加载器）爸妈扩展了（扩展类加载器）微信聊天应用（应用类加载器）的用户自定义表情（用户自定义类加载器）。