了解JVM（Java虚拟机）首先我们必须了解VM（虚拟机）是什么。

所谓虚拟机（Virtual Machine），就是一台虚拟的计算机。它是一款软件，用来执行一系列虚拟计算机指令。大体上，虚拟机可以分为系统虚拟机和程序虚拟机。

我们经常见到的 VMware 就属于系统虚拟机，它是完全对物理计算机的仿真，提供了一个可运行完整操作系统的软件平台。

程序虚拟机典型的代表就是 Java 虚拟机了，它专门为执行某个单个计算机程序而设计。在 Java 虚拟机中执行的指令我们称为 Java 字节码指令。无论是系统虚拟机还是程序虚拟机，在上面运行的软件都被限制于虚拟机提供的资源。Java 虚拟机是一种执行 Java 字节码文件的虚拟计算机，它拥有独立的运行机制。

Java 技术的核心就是 Java 虚拟机，因为所有的 Java 程序都运行在 Java 虚拟机内部。

JVM概述

JVM就是Java虚拟机，虚拟机就是一台虚拟的计算机，是一款软件。Java 虚拟机就是二进制字节码的运行环境，负责装载字节码到其内部，解释或编译为对应平台上的机器码指令执行，每一条 Java 指令，Java 虚拟机中都有详细定义，如怎么取操作数，怎么处理操作数，处理结果放在哪儿等。JVM是运行在操作系统上的，不与硬件直接交互。

JVM整体的四个部分

JVM整体组成可以分为4个部分：

1.类加载器（ClassLoader）

2.运行时数据区（Runtime Data Area）

3.执行引擎（Execution Engine）

4.本地方法接口（Native Interface）

程序在执行之前先要把 Java 代码转换成字节码（.class 文件），JVM 首先需要把字节码通过一定的类加载器（Class Loader）把文件加载到内存中运行时数据区（Runtime Data Area），而字节码文件是 JVM 的一套指令集规范，并不能直接交给底层操作系统去执行，因此需要特定的命令解析器（执行引擎（Execution Engine）） 将字节码翻译成底层系统指令再交由 CPU 去执行，而这个过程中需要调用其他语言的接口（本地方法接口（Native Interface）） 来实现。整个程序的功能，这就是这 4 个主要组成部分的职责与功能。

1.1 类加载器

Java编译器会为虚拟机转换源指令。虚拟机代码存储在以 .class 为扩展名的类文件中，每个类文件都包含某个类或者接口的定义和实现代码。 ——Java核心基础（卷二）

1.1.1 类加载器过程

类加载器子系统负责从文件系统或者网络中加载 class 文件， class 文件在文件开头有特定的文件标识(字节码文件都以 CA FE BA BE 标识开头)。classLoader 只负责 class 文件的加载，至于它是否可以运行，则由执行引擎决定。加载的类信息存放于一块称为方法区的内存空间。除了类的信息外，方法区中还会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（这部分常量信息是 class 文件中常量池部分的内存映射）。

类加载的过程

1.加载过程是把class文件（字节码文件）加载到内存中（I/O读写）。类加载器把文件加载到内存中，会为每个类创建一个Class类的对象，调用Class类中的方法获取类的相关信息。

2.验证是检验加载的类是否有正确的内部结构并和其他类协调一致。

3.准备阶段为类的静态属性分配内存，并设置默认初始值（不包含final修饰的static常量），也不会给实例变量初始化。

4.解析是将二进制数据中的符号引用替换成直接引用（符号引用是用一组符号描述所引用的目标；直接引用是指向目标的指针）。

5.类初始化

5.1 什么时候初始化类

1 )创建类的实例，也就是 new 一个对象

2）访问某个类或接口的静态变量，或者对该静态变量赋值

3）调用类的静态方法

4）反射

5）初始化一个类的子类（会首先初始化子类的父类）

5.2 类的初始化顺序：

父类static --> 子类static --> 父类构造方法 --> 子类构造方法

1.1.2类加载器的分类

1.1.2.1启动类加载器（引导类加载器）

是由c/c++实现，用来加载Java的核心类库

1.1.2.2扩展类加载器

由Java实现，派生于 ClassLoader 类。上层类加载器是引导类加载器（启动类加载器），加载底层类库

1.1.2.3应用程序类加载器

Java实现，派生于 ClassLoader 类。上层类加载器是扩展类加载器，加载自定义类。

1.1.3 双亲委派机制

加载类时，向上委派，交给最上层的加载器启动类加载器加载核心类库，加载不到就用扩展类加载器加载底层类库，加载不到就用应用程序类加载器加载自定义类

双亲委派机制的优点

1.安全，可避免用户自己编写的类动态替换 Java 的核心类（自定义的类名和Java核心类名相同）

2.避免全限定命名的类重复加载(使用了 findLoadClass()判断当前类是否已加载)

1.1.4沙箱安全机制

作用是防止恶意代码污染 Java 源代码

如果一个类在引导类加载器那里就加载到了，先找到先使用，所以就使用引导类加载器里面的类，后面的一概不能使用，这就保证了不被恶意代码污染。

1.1.5 类的主动使用和被动使用

JVM 规定，每个类或者接口被首次主动使用时才对其进行初始化，有主动使用，自然就有被动使用。

主动使用：

1.通过new关键字被导致类的初始化,这是大家经常使用的初始化一个类的方式,

他肯定会导致类的加载并且初始化

2.访问类的静态变量,包括读取和更新

3.访问类的静态方法

4.对某个类进行反射操作,会导致类的初始化

5.初始化子类会导致父类的的初始化

6.执行该类的 main 函数

被动使用：其实除了上面的几种主动使用其余就是被动使用了

注意：主动使用和被动使用的区别在于类是否会被初始化.

1.引用该类的静态常量，注意是常量，不会导致初始化，但是也有意外，这里的常量是指已经指定字面量的常量，对于那些需要一些计算才能得出结果的常量就会导致初始化，比如:

public final static int number = 5 ; //不会导致类初始化,被动使用

public final static int random = new Random().nextInt() ; //会导致类的初始化,主动使用

2.构造某个类的数组时不会导致该类的初始化,比如:

Student[] students = new Student[10] ;