jvm指的是Java虛擬機，一種能夠運行Java字節碼的虛擬機。它能夠模擬具有完整硬件系統功能，運行在一個完全隔離環境中的完整計算機系統。作為一種編程語言的虛擬機，它不只是專注于Java語言，只要生成編譯文件匹配jvm對加載編譯文件格式的要求，任何語言都可以由jvm編譯運行。比如scala，kotlin等。

一，JVM的基本組成結構。

jvm由三部分組成：

1）類加載子系統

2）運行時數據區（內存空間，內存結構）

3）執行引擎

結構圖如下：

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深入了解運行時數據區：

線程共享：

①方法區（1.8之后已經不叫方法區了，叫元數據區）：用來存儲被jvm加載的類信息，常量，靜態變量等數據。也就是類的所有屬性，方法以及構造器，接口代碼都在這里定義。

這個區域包含一個很重要的區域叫常量池。class對象除了類的版本，屬性，方法等信息外，還有一些常量以及字面值，而這些幾乎都存在于常量池里，這部分內容將在被加載的過程中存放到常量池里。

②堆：實例化的對象以及數組都存在這個區域。這個區域的cg最活躍，也就是cg進行垃圾回收的重要場所。這個區域，cg是以分代回收算法進行垃圾回收的。從cg的角度看，堆又可以分為：新生代和老年代。

線程私有：

③程序計數器：也就是一個指針，指向方法區中的方法字節碼。也就是用于存儲每條線程的執行字節碼指令地址。每條線程都會擁有自己的程序計數器，以便線程切換的時候，能使程序正常運行。

④jvm棧：存儲著每一個棧幀。每個方法的執行都對應著每一個棧幀，棧幀里放著局部變量表，操作數棧，動態連接，方法出口等信息。每個方法的執行以及結束都對應到棧幀的入棧與出棧。

⑤本地方法棧：這個跟jvm棧差不多，只是jvm棧為我們的java服務的，而本地方法棧是為native 方法服務。

深入了解類加載子系統：

我們的Java文件被jvm編譯器編譯成class對象之后，在runtime時，由類加載子系統將class字節碼文件加載到運行時數據區中。

但是，類加載子系統在類的整個生命周期中主要的工作是什么呢？

類的生命周期：

類的生命周期分為：

 加載-->連接-->初始化-->使用-->卸載

而連接過程又分為：驗證-->準備-->解析。其實這個過程就是類加載子系統工作的過程。

一，工作過程

1，加載：將class字節碼文件加載到運行時數據區中。

2.1，驗證：1，檢查字節碼文件是否正確。2，檢查文件頭的magic number是否正確。

何為magic number？我們用編輯器打開隨意一個class文件，發現都是以CAFEBABE開頭。把這數據改掉或者刪除，都會出錯。這個就是magic number

2.2，準備：給類的靜態變量分配內存，賦予初始值。這里的初始值并不是賦值的值。打個比方：private int i = 100; 在準備階段，并不是將100賦值給i。而是給i賦值0，因為int的默認初始值是0。

2.3）解析：檢查指定的類是否引用了其他的類或者接口，是否能正常引入。也就是裝載當前類引入依賴的其他類。

3）初始化：這里才是給類的靜態變量賦正確的初始值。i的值由0變為100。

使用，卸載這就沒什么可說的了。

通過源碼了解加載過程：

在rt.jar包中的java.lang.ClassLoader類中，我們可以查看類加載實現過程的代碼，具體源碼如下：

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)

throws ClassNotFoundException

{

synchronized (getClassLoadingLock(name)) {

// First, check if the class has already been loaded

Class<?> c = findLoadedClass(name);

if (c == null) {

long t0 = System.nanoTime();

try {

if (parent != null) {

c = parent.loadClass(name, false);

} else {

c = findBootstrapClassOrNull(name);

}

} catch (ClassNotFoundException e) {

// ClassNotFoundException thrown if class not found

// from the non-null parent class loader

}

if (c == null) {

// If still not found, then invoke findClass in order

// to find the class.

long t1 = System.nanoTime();

c = findClass(name);

// this is the defining class loader; record the stats

sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);

sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);

sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();

}

}

if (resolve) {

resolveClass(c);

}

return c;

}

}

源碼的注釋寫得很清楚了：

1）加載的時候使用了synchronized加鎖機制，也就是當前線程有在加載當前這個類時，不允許其他類進行加載。

2）判斷這個類是否已經被加載，如果已經加載了，就不再加載。如果沒有，則要加載。

我們在看源碼時，看到

 //從parent這個成員變量中，我們得知

 private final ClassLoader parent;

try {

if (parent != null) {

c = parent.loadClass(name, false);

   } else {                        

      c = findBootstrapClassOrNull(name);                    

   }                

  }

這是一個很重要的信息~由此引申一個很重要的概念

二，雙親委派機制

我們先了解類加載器的種類：

1，啟動類加載器Bootstrap ClassLoader：負責將java_home/lib下的類加載到內存中

2，擴展類加載器Extension ClassLoader：負責將java_home/lib/extde的類加載到內存中

3，系統類加載器Application ClassLoader：負責將classpath的類加載到內存中

4，用戶自定義加載器User ClassLoader：負責加載用戶自定義路徑下的類包

在看源碼可以看出，每次加載類的時候，當前加載器都將該類一層一層交給parent，而且每次都檢查是否已經加載了，如果加載了就不再加載。當交給parent時，如果parent能加載，則就加載。如果parent都不能加載，則由當前加載器進行加載。

雙親委派的優勢：

沙箱安全機制：比如自己寫的String.class類不會被加載，這樣可以防止核心庫被隨意篡改

避免類的重復加載：當父ClassLoader已經加載了該類的時候，就不需要子CJlassLoader再加載一次

以上就是jvm的內存結構以及類加載子系統的相關內容。jvm還有許許多多的知識，比如垃圾回收機制，調優等，以后我們慢慢了解