你所知道的JVM前置知识

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java代码是如何运行起来的？

假设你写好了一堆Java代码，正准备把它们部署到你的服务器上。一般来说是把但代码打包成war/jar包然后部署到服务器上。当然这个部署有很多途径，最基本的方式就是通过Tomcat这类容器，也可以是自己手动通过 java -jar 这种命令来运行 jar 包中的代码，但是实际上这有一个十分关键的步骤，就是 编译。

也就是说，我们写好 java代码打包的过程中一般就是把代码编译成 .class字节码文件，而这个文件才是可以被运行起来的。

对于这些编译好的 .class 字节码文件，需要我们使用诸如 java -jar 的命令来运行。此时一旦你采用java 命令，实际上此时是启动会一个 JVM 进程。

接下来，JVM要运行这些字节码文件，首先要把 .class 文件包含的各个类加载进来，而这些 .class 文件就是我们写好的一个个类。此时就会有一个 类加载器 的概念。此时会采用类加载器把编译好的这些字节码文件加载到 JVM 中，给后续代码运行来使用。

最后，JVM 会基于自己的执行引擎，来执行加载到内存里的我们写好的类。JVM 会从 main() 为入口开始执行，当它需要哪个类时就会加载对应的类，反正对应的类就在字节码文件里面。

类加载机制是什么？

下面就平时工作实用角度去讨论这个问题，主要是把握他的核心原理就行。

一个类从加载到使用，一般会经历这几个过程：

加载 验证 准备 解析 初始化 使用 卸载

首先我们要明白 JVM 在执行字节码文件时，一般在什么情况下我们需要加载一个类？

很简单，就是你的代码需要这个类的时候（好像是句废话诶）。简单来说：首先你的代码中包含 main() 的主类一定会在 JVM 进程启动之后被加载到内存，开始执行 main() 里面的代码，如果此时遇到别的类，就会从相应的字节码文件加载对应的类到内存。

接着来过一下 验证、准备、初始化 这3个概念：

1. 验证

简单来说就是根据 java 虚拟机规范，来校验加载进来的字节码文件的内容是否符合指定的规范。这个很好理解，比如你的字节码文件被别人恶意篡改而不符合规范，JVM 压根没法执行这个文件的。

2. 准备

准备工作其实就是给加载到内存的类分配一定的内存空间（不然它放哪，也符合OS的内存保护机制）。然后给里面的类变量（static修饰的）分配空间，给一个默认初始值。

3. 解析

这个阶段实际上是把 符号引用替换为直接引用 的过程，但是这个过程很复杂，涉及到JVM底层。（不过从实用角度，大家在工作中实践JVM技术其实用不到，知道有这么一个阶段就行。）

在这3个阶段中最重要的就是 准备阶段 。因为这个阶段是给加载 的类分配空间，类变量也分配好空间，并给默认初始值。这个概念，大家一定要有！

4. 初始化

在准备阶段已经为类分配好内存空间了，类变量也给了默认初始值，那么接下来就要正式执行类初始化代码了。那么 什么是类初始化代码呢？

public class Manager {
    public static int interval = Configuration.getInt("interval");
}

可以看出，interval 这个类变量，我们是打算在执行完 Configuration.getInt("interval"); 把这个结果赋值给它的。但是 在准备阶段是不会执行这句代码的 。而这句代码是在 初始化阶段 执行。

在这个阶段，会执行类的初始化代码，另外比如：

public class Manager {
    public static int interval = Configuration.getInt("interval");
    public static Map<String, String> repl;
    static {
        load();
    }
    public static void load() {
        this.repl = new HashMap();
    }
}

上述的 static静态代码块 ，可以理解为调用 load() 完成了静态变量 repl 初始化。

说完了什么是类初始化，接下来看看类初始化的规则，也就是 什么时候会初始化一个类？

一般来说有以下一些时机：

• new Manager(); ，实例化类的对象时会触发类的加载到初始化的全过程；

• 包含 main() 方法的 主类 ，会立马初始化；

• 如果初始化一个类时，发现他的父类没有初始化，那就 必须先初始化他的父类 ；

java public class Manager extends AbstractManager { public static int interval = Configuration.getInt("interval"); public static Map<String, String> repl; static { load(); } public static void load() { this.repl = new HashMap(); } }
在初始化 Manager 之前会先初始化 AbstractManager 。

明白了整个类从触发到初始化的过程，我们回到 类加载器 这个概念。因为完成以上必须依靠这个才能完成。那么 Java 里有哪些类加载器？简单来说说下面几种：

1. 启动类加载器

Bootstrap ClassLoader 主要负责加载我们在机器上安装的 Java 目录下的核心类。这个位置在 lib/，目录下的都是Java最核心的一些类库。JVM 一旦启动，首先就会依托类加载器去加载核心类库。

2. 扩展类加载器

Extension ClassLoader 与上面类似，在你安装 JDK 目录下的 lib/ext 下的类，需要使用这个类加载器来加载从而支撑你的系统运行。

3. 应用程序类加载器

Application ClassLoader 负责去加载 ClassPath 环境变量所指定的路径的类。其实你理解为去 加载你写好的 Java 代码就行（可以回想一下Spring的配置文件，就是放在ClassPath）。

4. 自定义类加载器

除上面几种外，可以自定义类加载器根据你的需求去加载你的类。

介绍完了有哪些类加载器，我们再来看看加载器的层级关系：

而基于这个亲子层级关系，就有一个 双亲委派机制。

通俗解释：现在你的应用程序需要加载一个类，JVM会依照这么一个顺序去加载。然后一句话：先去让父亲去加载，不行再由儿子来加载（其中省去了一些举例，这是最通俗的解释）。这样做的可以避免多层级的加载器结构重复加载某些类。

对这个机制多说几句：

• 双桥委派模型要求：所有的类加载器有应有父类加载器（除了顶层的启动类加载器）；
• 类加载器的父子关系是以 组合关系 来父加载器的代码，而不是以 继承关系 ；
• 这个模型是Java设计者推荐给开发者的一种类加载器实现方法，不是强制性的约束模型。

所以这里举个Tomcat的类加载器的例子：

Tomcat自定义了Common，Catalina，Shard等类加载，其实就是原来加载Tomcat自己的一些核心类库。然后Tomcat为每个部署在里面的Web应用都有一个WebApp类加载器，负责加载我们部署的Web应用的类。至于Jsp类加载器，则是给每个JSP都准备了一个加载器。

大家一定要记住，Tomcat是打破了双亲委派机制 。

每个WebApp赋值加载自己对应的那个WebApp应用的class文件，也就是我们写好的某个系统打包好的war包中的所有class文件，不会传导给上层的类加载器去加载。

如果大家感兴趣，可以研究一下Tomcat的类加载机制。

好吧，之前跳票的 Mysql && 面试 系列也会更起来的