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JVM 体系结构

发布时间:2017-03-11 00:00:25
JVM 是一种抽象的计算机,基于堆栈架构,它有自己的指令集和内存管理,是 Java 跨平台的依据,JVM解释执行字节码,或将字节码编译成本地代码执行。Java 虚拟机体系结构如下:Class FileClass File 是平台无关的二进制文件,包含着能被JVM执行的字节码,其中 ...

JVM 体系结构

JVM 是一种抽象的计算机,基于堆栈架构,它有自己的指令集和内存管理,是 Java 跨平台的依据,JVM解释执行字节码,或将字节码编译成本地代码执行。Java 虚拟机体系结构如下:

JVM 体系结构

Class File

Class File 是平台无关的二进制文件,包含着能被JVM执行的字节码,其中多字节采用大端序,字符使用一种改进的UTF-8编码。Class文件精确的描述了一个类或接口的信息,其中包括:

  • 常量池:数值和字符串字面常量,元数据如类名、方法名称、参数,以及各种符号引用
  • 方法的字节码指令,参数个数,局部变量,最大操作数栈深度,异常等信息

Class Loader

类加载器,JVM在类首次使用时动态的加载、链接和初始化。JVM默认的加载模型是双亲委派模型,类加载器之间存在父子关系的层次结构,内部使用组合实现。此外还有其他的加载方式,比如Servlet加载,它先尝试自己加载,不成功再委派上层加载器,类隔离;OSGI加载器之间是一种网状的依赖关系,没有上下层的区分,比较灵活。

加载

加载就是将Class文件表示的类或接口,在JVM方法区中创建一个与之对应的java.lang.Class对象,像Class.forName()、ClassLoader.loadClass()、反射都能触发类加载。当触发一个类加载时,详细的过程如下:

  • 检查类是否已经被加载
  • 将加载请求委派给上层类加载器
  • 自己尝试搜索类并加载

当ClassLoader在classpath中未找到类文件,会抛出ClassNotFoundException;当类A引用类B,类A已经成功加载,但是加载B时未找到类文件,会抛出NoClassDefFoundError。JVM有以下几种类加载器:

  • Bootstrap ClassLoader,启动类加载器,加载 <java_home>\jre\lib 中 Java 核心类库
  • Extension ClassLoader,扩展类加载器,加载 <java_home>\jre\lib\ext 中的类
  • System ClassLoader,系统类加载器,也叫应用程序类加载器(Application class loader),加载 CLASSPATH 环境变量中的类

链接

  • 验证:确保class文件的正确性。
  • 准备:为类静态字段分配内存并初始化为默认值,不会执行任何字节码指令。
  • 解析:将符号引用转为方法区(运行时常量池)直接引用

初始化

执行类初始化方法,即赋值静态字段,执行静态块,顺序按照其定义的先后。父类的静态域会先于子类静态域初始化。

原标题:JVM 体系结构

关键词:jvm

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