JVM入门

JVM

一、JVM概述

架构师每天在想什么/h2>

• 如何让系统更快/li>
• 如何避免系统出现瓶颈/li>

知乎有条帖子：应该如何看待招聘，年薪直通50万/strong>

1. 性能优化，重构，保证平台性能和稳定性
2. 根据业务场景和需求，决定技术方向，技术选型
3. 能够独立架构与设计海量数据下的高并发分布式解决方案
4. 核心功能的架构与代码编写
5. 分析系统瓶颈，解决各种疑难杂症，性能调优等

为什么要学习JVM

• 面试的需要（BATJ、TMD、PKQ等面试都爱问）
• 中高级程序员必备技能
  • 项目调优的需求
• 极客精神
  • 比如：垃圾回收算法、JIT（及时编译器）、底层原理

JVM是一种虚拟机设备的规范，是虚构出来的一台机器

• 标准：The Java Virtual Machine Specification
• 在Oracle官 https://docs.oracle.com/javase/specs/index.html 可以免费下载各个JDK版本的JVM规范要求

各个大厂都有自己的JVM的实现

1. HotSpot是Oracle官方实现
2. J9是IBM的实现
3. Microsoft JVM是微软的实现
4. Harmony是Apache的实现
5. Azul Zing是第三方公司Azul Systems开发的商业收费虚拟机，目前银行在用。它的垃圾回收器PGC、C4停顿时间可控制在10ms内。Oracle最新的JDK12中的ZGC及Shenandoah垃圾回收器就是参考的这款，但效果还远不如它。（书P17）

如何查看自己电脑使用的是哪一款JVM/h3>

Win + R -> cmd -> java -version

JVM整体架构

类加载器子系统作用

1. 类加载器只负责字节码文件的加载

2. 字节码文件能否运行取决于执行引擎

3. 加载的类信息存放在称为方法区的内存空间。除了类信息，方法区中还存放运行时常量池信息，可能还包括字符串字面量和数字常量

类的加载过程

完整的流程图如下所示：

准备(Prepare)

1. 为类变量（static变量）分配内存并且设置该类变量的默认初始值，即零值
2. 这里不包含用final修饰的static，因为final在编译阶段就会分配好了默认值，准备阶段会按照程序员给的值显式进行初始化
3. **注意：**这里不会为实例变量分配初始化，类变量会分配在方法区中，而实例变量是会随着对象一起分配到Java堆中

举例
代码：类变量a在准备阶段会赋初始值，但不是1，而是0，在初始化阶段会被赋值为 1

• 我们尝试获取BootstrapClassLoader，获取到的值为 null ，这并不代表BootstrapClassLoader加载器不存在，因为启动类加载器用的C/C++ 语言，我们获取不到
• 两次获取应用类加载器的值都相同：sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2 ，这说明应用类加载器是全局唯一的

虚拟机自带的加载器

启动类加载器

启动类加载器（引导类加载器，Bootstrap ClassLoader）

1. 这个类加载使用C/C++语言实现的，嵌套在JVM内部
2. 它用来加载Java的核心库（JAVA_HOME/jre/lib/rt.jar、resources.jar或sun.boot.class.path路径下的内容），用于提供JVM自身需要的类
3. 并不继承自java.lang.ClassLoader，没有父加载器
4. 加载扩展类和应用程序类加载器，并作为他们的父类加载器
5. 出于安全考虑，Bootstrap启动类加载器只加载包名为java、javax、sun等开头的类

扩展类加载器

扩展类加载器（Extension ClassLoader）

1. Java语言编写，由sun.misc.Launcher$ExtClassLoader实现
2. 派生于ClassLoader类
3. 父类加载器为启动类加载器
4. 从java.ext.dirs系统属性所指定的目录中加载类库，或从JDK的安装目录的jre/lib/ext子目录（扩展目录）下加载类库。如果用户创建的JAR放在此目录下，也会自动由扩展类加载器加载

应用程序类加载器

应用程序类加载器（也称为系统类加载器，AppClassLoader）

1. Java语言编写，由sun.misc.Launchers$AppClassLoader实现
2. 派生于ClassLoader类
3. 父类加载器为扩展类加载器
4. 它负责加载环境变量classpath或系统属性java.class.path指定路径下的类库
5. 该类加载是程序中默认的类加载器，一般来说，Java应用的类都是由它来完成加载
6. 通过classLoader.getSystemclassLoader()方法可以获取到该类加载器

输出结果