JVM 知识
1. JVM（Java 虚拟机）的概念
Java 虚拟机(JVM)作为 Java 语言的核心组件之一，承担着解释并执行 Java 字节码的任务。由于 JVM 的存在，Java 程序能够跨越不同操作系统与硬件平台运行，真正意义上实现了“一次编写，处处运行”的目标。
2. JVM 的构成
JVM（Java 虚拟机）是 Java 程序运行的核心，主要由以下几个部分构成： 
- 类加载器(Class Loader)
- 启动类加载器（Bootstrap Class Loader）：加载 JVM 核心类库。
- 扩展类加载器（Extension Class Loader）：加载扩展库。
- 应用类加载器（Application Class Loader）：加载用户类路径（ClassPath）上的类。
- 自定义类加载器（User-Defined Class Loader）: 开发者可以通过继承 java.lang.ClassLoader 类，实现自定义的类加载器。
- 运行时数据区(Runtime Data Areas)
- 方法区（Method Area）：存储类信息、常量、静态变量等。
- 堆（Heap）：存放对象实例和数组，是垃圾回收的主要区域。
- 栈（Stack）：每个线程私有，存储局部变量、方法调用等。
- 程序计数器（Program Counter Register）：记录当前线程执行的字节码指令地址。
- 本地方法栈（Native Method Stack）：支持 Native 方法调用。
- 执行引擎(Execution Engine)
- 解释器（Interpreter）：逐条解释执行字节码。
- 即时编译器（JIT Compiler）：将热点代码编译为本地机器码以提高性能。
- 垃圾回收器（Garbage Collector）：自动回收不再使用的对象，释放内存。
- 本地方法接口(Native Method Interface, JNI)
- 提供调用本地库（如 C/C++）的接口。
- 本地方法库(Native Libraries)
- 包含 JVM 所需的本地库，支持 JNI 调用。
3. JVM 的执行流程
JVM（Java 虚拟机）的运行流程可以分为以下几个主要步骤：
- 加载（Loading）
- 类加载器（Class Loader）负责将 Java 类文件（.class 文件）加载到 JVM 中。
- 类加载器按照双亲委派模型工作，依次由启动类加载器、扩展类加载器和应用类加载器尝试加载类。
- 加载的类信息存储在方法区（Method Area）中。
- 验证（Verification）
- 确保加载的类文件符合 JVM 规范，防止恶意代码破坏 JVM。
- 检查字节码的正确性，如类型检查、符号引用验证等。
- 准备（Preparation）
- 为类的静态变量分配内存并设置默认初始值（如 0、null 等）。
- 如果静态变量是常量（final），则直接赋值为指定的值。
- 解析（Resolution）
- 将类、方法、字段等符号引用转换为直接引用（内存地址）。
- 这一步可以在加载时完成，也可以延迟到第一次使用时（惰性解析）。
- 初始化（Initialization）
- 执行类的静态初始化代码（如 static 块）和静态变量的显式赋值。
- 这是类加载的最后一步，确保类在首次使用前完成初始化。
- 执行（Execution）
- 执行引擎（Execution Engine）负责执行字节码。
- 解释器（Interpreter）逐条解释执行字节码。
- 即时编译器（JIT Compiler）将热点代码（频繁执行的代码）编译为本地机器码，以提高执行效率。
- 垃圾回收（Garbage Collection, GC）
- 垃圾回收器（Garbage Collector）自动回收堆内存中不再使用的对象，释放内存空间。
- 垃圾回收是 JVM 内存管理的核心机制，确保程序运行时不会因内存泄漏而崩溃。
- 本地方法调用（Native Method Execution）
- 如果程序调用了本地方法（通过 JNI），JVM 会通过**本地方法接口（JNI）**调用本地库中的方法。
- 本地方法的执行由本地方法栈（Native Method Stack）支持。
- 终止（Termination）
- 当程序执行完毕或调用 System.exit()时，JVM 会终止运行。
- 终止时，JVM 会释放所有资源，并退出。
总结:
JVM 的运行流程可以概括为：
1.加载类 → 2. 验证类 → 3. 准备内存 → 4. 解析符号引用 → 5. 初始化类 → 6. 执行字节码 → 7. 垃圾回收 → 8. 本地方法调用 → 9. 终止。