JVM类加载机制和内存模型

一.JVM类加载机制

　　首先需要了解一下类加载器（ClassLoader）：

　　　　ClassLoader是Java的一个核心组件，它主要作用是从系统外部获得Class二进制数据流，然后将数据流装载到系统，交给JVM进行连接，初始化等操作，所有的Class都是有ClassLoader进行加载的。

　　　　点开ClassLoader类，如下图所示：

　　　　

　　类加载器种类：

　　　　启动类加载器（BootStrapClassLoader）：它用来加载 Java 的核心类，如java.xxx。

　　　　扩展类加载器（ExtensionsClassLoader）：它负责加载JRE的扩展目录，如javax.xxx。

　　　　应用类加载器（AppClassLoader）：它一般用来加载程序所在目录下的类。

　　　　自定义类加载器：通过继承ClassLoader类实现自定义类加载器。

　　双亲委派机制：

　　　　虚拟机是根据类的全限定名来加载类的，那么有个问题，如果同时存在两个或多个全限定名完全一致的情况下，该如何选择加载哪个类？如何判断该类是否被加载过了？这都是双亲委派机制能做的。

　　　　下图是双亲委派机制的实现（这是ClassLoader中的loadClass方法），很明显，parent也是一个类加载器。

　　　　

　　　　双亲委派机制原理：

　　　　　　1.一个类加载器收到了类加载的请求，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把这个请求委派给父类加载器去完成，直到启动类加载器

　　　　　　2.启动类加载器检查能不能加载（使用findClass()方法），能就加载（结束）；否则，抛出异常，通知子加载器进行加载。

　　　　双亲委派机制的优点是：

　　　　　　1.安全，可避免用户自己编写的类动态替换Java的核心类，如java.lang.String

　　　　　　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)

　　附：Java跨平台实现的原理：Java源码首先被编译成字节码（不同平台编译后的字节码是一样的，因此在不同平台上运行时不需要重新编译），再由不同平台的JVM进行解析，将字节码转换成具体平台上的机器指令。

　　类加载流程：

　　　　加载：通过ClassLoader加载class文件字节码，生成Class对象

　　　　连接：检查加载的class文件的正确性和安全性；为类变量分配存储空间并设置类变量初始值；JVM将常量池内的符号引用转换为直接引用

　　　　初始化：执行类变量赋值和静态代码块

　　类加载的方式：

　　　　隐式加载：通过new关键字来创建实例对象。

　　　　显式加载：

　　　　　　通过Class.forName()来加载类，它得到的是已经初始化完成的class

　　　　　　通过类加载器的loadClass()方法来加载类，它得到的class还没有完成连接过程

二.JVM内存模型

　　

　　所有线程共享的内存数据区：方法区，堆。而虚拟机栈，本地方法栈和程序计数器都是线程私有的。

　　　　 1、存放于栈中的：

　　　　　　每个线程包含一个栈区,栈中只保存基础数据类型的对象和自定义对象的引用(如变量的名字)。

　　　　　　每个栈中的数据(基础数据类型和对象引用)都是私有的，其他栈不能访问。

　　　　　　方法的形式参数，方法调用完后从栈空间回收。

　　　　　　引用对象的地址，引用完后，栈空间地址立即被回收，堆空间等待GC。

　　　　 2、存放于堆中的：

　　　　 　　存储的全部是对象，每个对象包含一个与之对应的class信息

　　　　　　Jvm只有一个堆区（heap）被所有线程共享，堆区中不存放基本类型和对象引用，只存放对象本身

　　　　 3、存放于方法区中的：

　　　　　　存放线程所执行的字节码指令

　　　　　　跟堆一样.被所有线程共享.方法区包含：static变量

　　注意：Class实例在jdk1.6及之前是存放在方法区中, 在jdk1.7及之后存放在堆中

　　　　　常量池在jdk1.6及之前是存放在方法区中，在jdk1.7存放在堆中，在jdk1.8存放在元空间中