JVM学习日志(六) JVM从加载到内存全过程

JVM从加载到内存全过程

文字流程

1. java代码编写完成后，首先通过jdea/eclipse编译打包称为jar包/war包，其中封装的是.class字节码文件
2. 接下来使用java-jar启动jvm虚拟机，开启jvm进程
3. jvm虚拟机接下来使用类加载器来对字节码文件进行加载
   1. 通过双亲委派机制
   2. 优先通过系统类加载器，加载jdk/lib包下面的类
   3. 然后通过extClassLoader进行加载 /ext包下面的类
   4. 最后通过应用程序类加载器，appClassLoader进行加载
   5. 同时类加载器加载类的时候，还涉及到一个破坏型双亲委派机制，通过上下文类加载器来破坏双亲委派机制，叫做上下文类加载器(ContextClassLoader),这种加载机制可以直接强制调用应用程序层加载器，java中涉及到SPI加载的框架基本都使用到了ThreadContextClassLoader
4. jvm通过类加载器将class文件加载到jvm内存中，需要经历如下几个步骤
   1. 加载，验证，准备，解析，初始化等步骤
   2. 加载步骤：主要是通过类加载器打通jvm内存区域与.class文件的通道
   3. 验证：验证有很多验证方面，主要作用是验证.class文件格式是否符合规范，最简单的有一个魔数验证，及所有的.class文件的二进制文件开头都是CA FE BA BE这八个魔数
   4. 准备：在这一步主要是将.class文件加载到方法区的元空间中，并创建一个.class对象模板，在加载完成之后，在堆内存中创建.class字节码对象，并且给该对象的属性开辟空间以及赋初始值，如果涉及到基本数据类型的常量的话，在这个阶段也会给常量赋值
   5. 解析：在这一步将对象这种的符号引用转换为直接引用
   6. 初始化：在这一步需要将字节码对象中的对象属性直接赋值
5. 当.class文件加载到内存中后，通过字节码执行引擎来执行相关的代码，字节码执行引擎会将jvm指令翻译成机器码，这里面涉及到解释器和即时编译器两大组件，解释器分为字节码解释器和模板解释器两种
   1. 字节码解释器是逐行进行编译解释，模板解释器是先将整个模板进行编译，然后再执行，前者编译很快，但是整体执行效率比较低，后者编译时间很慢，但是，编译后执行速度很快
   2. 即时编译器一般是和模板解释器配合使用，对热点代码进行跟踪标记，然后将热点代码编译成为模板代码，然后交由模板解释器进行解释执行
6. 执行时可能会划分多个线程，每个线程都会有一个程序计数器用来标记和记录当前线程执行的指令位置，方便下次继续执行
7. 每个线程都会有一个对应的虚拟机栈，用来存储当前系统执行的整体流程，每个方法都会以栈帧的形式来存放入虚拟机栈中，而方法中的局部变量都会存放再栈帧中，此时还有一个共享的栈空间叫做本地方法栈，本地方法栈中存储了一些native修饰的C++本地方法，用来直接跟操作系统进行交互
8. 虚拟机栈的栈帧中的局部变量只是一个地址值，这个地址值指向的是堆内存中的一个对象地址
9. 堆空间中分为这几块区域：新生代，老年代，新生代中又包含eden,suvivor0,suvivor1，垃圾处理器GC,youngGC，FullGC
10. youngGC的触发时机是当新生代的eden区内存满了，放不下新对象的时候，这时候会将没有引用指向的对象清除，然后，将幸存下来的对象存放入suvivor区，并且进行年龄标记，当新生带位置放不下的情况下，会直接将该对象放入到老年代，老年代放不下的时候会直接触发fullGC,FullGC其实也叫Stop All The World，会将整个程序停止，然后进行清除
11. 再1.8之前方法区中的字符串常量池是存放再老年代中，只有fullGC才会触发清除机制，1.8之后，将字符串常量池存放再新生代eden区中，通过minorGC和youngGC来进行清除

流程图