JVM系列筆記目錄
- 虛擬機的基礎概念
- class文件結構
- class文件加載過程
- jvm內存模型
- JVM常用指令
- GC與調優
Class文件加載過程
JVM加載Class文件主要分3個過程：Loading 、Linking、Initialzing
1.Loading
Loading的過程就是通過類加載器將.class文件加載到jvm內存中過程。需要理解雙親委派機制、類加載器ClassLoader，加載過程如下。
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.paht- ExtClassLoader 加載范圍
java.ext.dirs- AppClassLoader 加載范圍
java.class.path- CustomClassLoader 可自定義加載范圍
前三個加載器來自JDK的Launcher類，三個ClassLoader作為Launcher的內部類，感興趣可以查看下源碼。
開發者也可以自定義的ClassLoader，自定義記載范圍。
雙親委派機制
自底向上檢查該類是否已經加載，parent方向；自頂向下進行類的實際查找和加載，child方向。
類的加載遵循雙親委派機制，主要是出於安全的考慮。雙親委派機制是如何實現的，下面源碼會解釋。
注意：雙親委派中存在所謂的父加載器並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函數是loadClass()，執行過程是：findLoadedClass()->parrent.loadClass()->findClass(),第一步是自底向上查詢是否已經加載，第二步是自頂向下查找加載類。這里就規定或是說實現了雙親委派機制。詳細見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(),在里面調用defineClass()來實現自定義加載特定范圍的類。
如何打破雙親委派機制，哪種情形下打破過？
從上面的ClassLoader源碼中大概能看出是如何實現了雙親委派機制的，從這入手可以通過2種方式打破該機制：
- super(parent)指定parent會打破該機制
- 自定義ClassLoader重寫
loadClass()也可以打破
何時打破過？雙親委派機制並不是不能打破，某些特殊場景下也會選擇打破該機制。
- JDK 1.2之前，自定義ClassLoader必須重寫
loadClass()，打破過。- 線程ThreadContextClassLoader可以實現基礎類調用實現類代碼，通過thread.setContextClassLoader指定。
- 熱啟動熱部署，如tomcat都有自己模塊指定的classloader，可以加載同一類庫的不同版本。
Class執行方式
Class執行方式分為3種：解釋執行、編譯執行、混合執行，各有優缺點，可通過參數指定。
- 1.解釋執行：使用bytecode intepreter 解釋器解釋執行，該模式啟動很快，執行稍慢，可通過
-Xint參數指定該模式。 - 2.編譯執行：使用 Just in time Complier JIT編譯器編譯執行，該模式執行很快，編譯很慢，可通過
-Xcomp參數指定該模式。 - 3.混合執行：默認的模式，解釋器+熱點代碼編譯，開始解釋執行，啟動較快，對熱點代碼進行實時監測和編譯成本地代碼執行，可通過
-Xmixed參數指定該模式。
熱點代碼監測：多次被調用的方法用方法計數器，多次被調用的循環用循環計數器，可通過參數
-XX:CompileThreshold = 10000指定觸發JIT編譯的閾值。
2.Linking
Linking鏈接的過程分3個階段：Vertification、Preparation、Resolution。
- Vertification： 驗證Class文件是否符合JVM規定。
- Preparation：給靜態成員變量賦默認值
- Resolution：將類、方法、屬性等符號引用解釋為直接引用；常量池中的各種符號引用解釋為指針、偏移量等內存地址的直接引用
3. Initializing
調用初始化代碼clint,給靜態成員變量賦初始值。
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對類進行反射調用時- 初始化子類的時候，父類必須初始化
- 虛擬機啟動時，被執行的主類必須初始化
- 動態語言支持
java.lang.invoke.MethodHandler解釋的結果為REF_getstatic REF_putstatic REF_invokestatic的方法句柄時，該類必須初始化。
4.總結思考
設計模式中單例模式的雙重檢查的實現，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 了對象，不為null,但未完成變量的初始化復制，對象處於半初始化狀 態，其它線程有可能取到半初始化的對象。
INSTANCE = new Mgr06();
}
}
}
return INSTANCE;
}
}
個人認為是需要加的。思考方向， class文件load到內存，給靜態變量賦默認值，再賦初始值，new 對象的時候，首先要申請內存空間，然后給成員變量賦默認值，接下來給成員變量賦初始值，這個過程中對象有可能處於半初始化狀態，多線程並發下別的線程有可能取到半初始化的對象，加volatile可保證線程的可見性。
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