深入理解Java虚拟机(一)

栏目: Java · 发布时间: 6年前

内容简介:把"GC Roots"的对象作为起点,然后向下搜索,搜索所走过的路径称为引用链,当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连时,即该对象不可达,也就说明此对象是不可用的。1、标记-清除算法:标记出所有需要回收的对象,标记完统一清除被标记的对象。缺点:
(1)原理:

把"GC Roots"的对象作为起点,然后向下搜索,搜索所走过的路径称为引用链,当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连时,即该对象不可达,也就说明此对象是不可用的。

1、标记-清除算法:标记出所有需要回收的对象,标记完统一清除被标记的对象。

缺点:

  • 标记和清理的效率不高
  • 标记清除后会产生大量不连续的内存碎片

2、复制算法:将内存分为大小相等的两块,每次只用一块,当这一块内存用完,将存活对象复制到另一块,将使用过的内存一次清理。

优缺点:

  • 不会产生内存碎片的问题
  • 缺点是将内存缩小到了之前的一半
  • 在对象存活率高时进行多次复制操作,效率会低。

3、标记-整理算法:标记需要回收的对象,将存活对象向一端移动(整理),清理掉可回收的对象。

4、分代收集算法:根据对象存活周期不同,将 Java 堆内存分为新生代和老年代。

  • 新生代:只有少量对象存活,使用复制算法。
  • 老年代:大量对象存活,使用标记清除或者标记整理算法。

三、类加载机制

1、类加载时机

1、定义:

把Class文件加载到内存中,并对数据进行校验、解析和初始化,行成可被虚拟机直接使用的Java类型。类从被加载到虚拟机内存中开始,到卸载出内存结束。

2、生命周期:

  • 加载
  • 验证
  • 准备
  • 解析
  • 初始化
  • 使用
  • 卸载 加载、验证、准备、初始化、卸载的顺序确定。

3、需要对类进行初始化的场景

  • new实例化对象、读取或设置类的静态字段,调用类的静态方法(被final修饰,已在编译期将结果放入常量池的静态字段除外)
  • 对类进行反射
  • 初始化一个类,若父类还没初始化,先触发父类的初始化
  • 需指定一个执行的主类(包含main方法的类),虚拟机先初始化该类
  • JDK1.7动态语言,MethodHandle实例解析结果REF_getStatis、REF_putStatis、REF_invokeStatis的方法句柄

4、不会方法初始化的场景:

所有引用类的方式不会触发初始化,例如子类引用父类的静态字段,只触发父类初始化。

5、接口初始化和类初始化的区别:

接口初始化时,不要求其父类接口全部完成初始化。

2、类加载过程

包括加载、验证、准备、解析、初始化5步

1、加载:

  • 通过类全限定名获取定义该类的二进制字节流
  • 将字节流的静态存储结构转换为方法区的运行时数据结构
  • 内存中生成该类的Class对象,作为访问该类数据的入口

2、验证:

  • 文件格式验证,验证字节流是否符合Class文件格式规范
  • 元数据验证,对字节码描述的信息进行语义分析
  • 字节码验证,确定语义合法
  • 符号引用验证,对常量池符号引用校验

3、准备: 为类变量(static修饰的变量)分配内存并设置变量初始值

4、解析: 将常量池符号引用替换为直接引用(直接指向目标的指针)的过程

5、初始化: 开始执行类中定义的Java代码

3、类加载器

同一个Class文件,被两个不同的类加载器加载,这两个类不相等。相等包括equals、instanceOf、isInstance方法返回的结果。

1、类别:

  • 启动类加载器(Bootstrap ClassLoader):加载<JAVA_HOME>\lib目标,或者被-Xbootclasspath参数指定的路径,可被虚拟机识别的类库
  • 扩展类加载器(Extension ClassLoader):加载<JAVA_HOME>\lib\ext目录,或被java.ext.dirs系统变量指定的路径的类库
  • 应用类加载器(Application ClassLoader):加载ClassPath上指定的类库

2、双亲委托机制

除了顶层的类加载器外,其他的类加载器都有自己的父类加载器。父子之间通过组合来复用父加载器代码。

双亲委托机制的工作流程:一个类加载器收到类加载的请求,首先将请求委托给父类加载器去完成,最终所有加载请求都会传递给顶层的启动加载器中。当父加载器发现未找到所需的类而无法完成加载请求时,子加载器才尝试去加载。

ClassLoader

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
throws ClassNotFoundException {
    //检查请求的类是否已经被加载
    Class<?> c = findLoadedClass(name);
    if (c == null) {
        try {
            if (parent != null) {
                //让父类加载器去尝试加载
                c = parent.loadClass(name, false);
            } else {
                c = findBootstrapClassOrNull(name);
            }
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            //父类加载器抛异常
        }

        if (c == null) {
            //然后调用自身的findClass方法来进行类加载
            c = findClass(name);
        }
    }
    return c;
}
复制代码
  • 先检查是否被加载过,如果没有则调用父加载类去加载
  • 父加载器为空,则调用启动类加载器
  • 父加载器加载失败,则抛出ClassNotFoundException异常
  • 然后去调用自身的findClass方法去进行类加载

以上就是本文的全部内容,希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助,也希望大家多多支持 码农网

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