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 JVM系列筆記目錄
虛擬機(jī)的基礎(chǔ)概念class文件結(jié)構(gòu)class文件加載過(guò)程jvm內(nèi)存模型JVM常用指令GC與調(diào)優(yōu)

Class文件加載過(guò)程
JVM加載Class文件主要分3個(gè)過(guò)程：Loading 、Linking、Initialzing

1.Loading
Loading的過(guò)程就是通過(guò)類加載器將.class文件加載到j(luò)vm內(nèi)存中過(guò)程。需要理解雙親委派機(jī)制、類加載器ClassLoader，加載過(guò)程如下。

ClassLoader

不同的類加載器加載范圍不一樣，以Java8中的為例。

BootClassLoader 加載范圍sun.boot.class.pahtExtClassLoader 加載范圍java.ext.dirsAppClassLoader 加載范圍java.class.pathCustomClassLoader 可自定義加載范圍

前三個(gè)加載器來(lái)自JDK的Launcher類，三個(gè)ClassLoader作為L(zhǎng)auncher的內(nèi)部類，感興趣可以查看下源碼。

開發(fā)者也可以自定義的ClassLoader，自定義記載范圍。

雙親委派機(jī)制

自底向上檢查該類是否已經(jīng)加載，parent方向；自頂向下進(jìn)行類的實(shí)際查找和加載，child方向。 類的加載遵循雙親委派機(jī)制，主要是出于安全的考慮。雙親委派機(jī)制是如何實(shí)現(xiàn)的，下面源碼會(huì)解釋。

​ 注意：雙親委派中存在所謂的父加載器并不是加載器的加載器，只是翻譯的問題，別混淆了類的繼承概念。

ClassLoader源碼

ClassLoader源碼中比較重要的一個(gè)函數(shù)是loadClass()，執(zhí)行過(guò)程是：findLoadedClass()->parrent.loadClass()->findClass(),第一步是自底向上查詢是否已經(jīng)加載，第二步是自頂向下查找加載類。這里就規(guī)定或是說(shuō)實(shí)現(xiàn)了雙親委派機(jī)制。詳細(xì)見ClassLoader的源碼。

自定義ClassLoader

如何自定義ClassLoader？可以繼承ClassLoader類，重新自己的findClass(),在里面調(diào)用defineClass()來(lái)實(shí)現(xiàn)自定義加載特定范圍的類。

如何打破雙親委派機(jī)制，哪種情形下打破過(guò)？

從上面的ClassLoader源碼中大概能看出是如何實(shí)現(xiàn)了雙親委派機(jī)制的，從這入手可以通過(guò)2種方式打破該機(jī)制：

super(parent)指定parent會(huì)打破該機(jī)制自定義ClassLoader重寫loadClass()也可以打破

何時(shí)打破過(guò)？雙親委派機(jī)制并不是不能打破，某些特殊場(chǎng)景下也會(huì)選擇打破該機(jī)制。

JDK 1.2之前，自定義ClassLoader必須重寫loadClass()，打破過(guò)。線程ThreadContextClassLoader可以實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)類調(diào)用實(shí)現(xiàn)類代碼，通過(guò)thread.setContextClassLoader指定。熱啟動(dòng)熱部署，如tomcat都有自己模塊指定的classloader，可以加載同一類庫(kù)的不同版本。

Class執(zhí)行方式

Class執(zhí)行方式分為3種：解釋執(zhí)行、編譯執(zhí)行、混合執(zhí)行，各有優(yōu)缺點(diǎn)，可通過(guò)參數(shù)指定。

1.解釋執(zhí)行：使用bytecode intepreter 解釋器解釋執(zhí)行，該模式啟動(dòng)很快，執(zhí)行稍慢，可通過(guò)-Xint參數(shù)指定該模式。
2.編譯執(zhí)行：使用 Just in time Complier JIT編譯器編譯執(zhí)行，該模式執(zhí)行很快，編譯很慢，可通過(guò)-Xcomp參數(shù)指定該模式。
3.混合執(zhí)行：默認(rèn)的模式，解釋器+熱點(diǎn)代碼編譯，開始解釋執(zhí)行，啟動(dòng)較快，對(duì)熱點(diǎn)代碼進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和編譯成本地代碼執(zhí)行，可通過(guò)-Xmixed參數(shù)指定該模式。
熱點(diǎn)代碼監(jiān)測(cè)：多次被調(diào)用的方法用方法計(jì)數(shù)器，多次被調(diào)用的循環(huán)用循環(huán)計(jì)數(shù)器，可通過(guò)參數(shù)-XX:CompileThreshold = 10000指定觸發(fā)JIT編譯的閾值。

2.Linking
Linking鏈接的過(guò)程分3個(gè)階段：Vertification、Preparation、Resolution。

• Vertification： 驗(yàn)證Class文件是否符合JVM規(guī)定。
• Preparation：給靜態(tài)成員變量賦默認(rèn)值
• Resolution：將類、方法、屬性等符號(hào)引用解釋為直接引用；常量池中的各種符號(hào)引用解釋為指針、偏移量等內(nèi)存地址的直接引用

3. Initializing
調(diào)用初始化代碼clint,給靜態(tài)成員變量賦初始值。

這里可以了解下必須初始化的5種情況：

new getstatic putstatic invokestatic指令，訪問final變量除外java.lang.reflect對(duì)類進(jìn)行反射調(diào)用時(shí)初始化子類的時(shí)候，父類必須初始化虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)，被執(zhí)行的主類必須初始化動(dòng)態(tài)語(yǔ)言支持java.lang.invoke.MethodHandler解釋的結(jié)果為REF_getstatic REF_putstatic REF_invokestatic的方法句柄時(shí)，該類必須初始化。

4.總結(jié)思考
設(shè)計(jì)模式中單例模式的雙重檢查的實(shí)現(xiàn)，INSTANCE是否需要加valatile？

public class Mgr06 { 
    // 是否需要加volatile? 
    private static volatile Mgr06 INSTANCE; 
 
    private Mgr06() { 
    } 
 
    public static Mgr06 getInstance() { 
        if (INSTANCE == null) { 
            //雙重檢查 
            synchronized (Mgr06.class) { 
                if(INSTANCE == null) { 
                    try { 
                        Thread.sleep(1); 
                    } catch (InterruptedException e) { 
                        e.printStackTrace(); 
                    } 
                    // new 了對(duì)象，不為null,但未完成變量的初始化復(fù)制，對(duì)象處于半初始化狀                    態(tài)，其它線程有可能取到半初始化的對(duì)象。 
                    INSTANCE = new Mgr06(); 
                } 
            } 
        } 
        return INSTANCE; 
    } 
} 
復(fù)制代碼 

個(gè)人認(rèn)為是需要加的。思考方向， class文件load到內(nèi)存，給靜態(tài)變量賦默認(rèn)值，再賦初始值，new 對(duì)象的時(shí)候，首先要申請(qǐng)內(nèi)存空間，然后給成員變量賦默認(rèn)值，接下來(lái)給成員變量賦初始值，這個(gè)過(guò)程中對(duì)象有可能處于半初始化狀態(tài)，多線程并發(fā)下別的線程有可能取到半初始化的對(duì)象，加volatile可保證線程的可見性。