积土成山，风雨兴焉；积水成渊，蛟龙生焉；积善成德，而神明自得，圣心备焉。故不积跬步，无以至千里，不积小流无以成江海。齐骥一跃，不能十步，驽马十驾，功不在舍。面对悬崖峭壁，一百年也看不出一条裂缝来，但用斧凿，能进一寸进一寸，能进一尺进一尺，不断积累，飞跃必来，突破随之。

目录

JVM整体结构图

类加载子系统

• 类加载器子系统负责从文件系统或者网络中加载Class文件。Class文件在文件开头有特定的文件标识，用来标识是否是一个能被虚拟机接受的Class文件。它是每个Class文件的头4个字节组成，称为魔数。

• ClassLoader只负责Class文件的加载，至于是否可以运行，则由Execution Engine（执行引擎）决定。

• 加载的类信息存放在方法区中。方法区中除了类信息外，还会存放运行时常量池（对应Class文件中的常量池。当Class文件中的常量池运行时加载到内存里，就是运行时常量池。）信息。

类的加载过程

类的加载过程分为三步：加载->链接->初始化。其中，链接又分为：验证->准备->解析。

加载

• 通过全类名获取定义此类的二进制字节流。
• 将字节流所代表的静态存储结构转换为方法区的运行时数据结构。
• 在内存中生成一个代表该类的 java.lang.Class 对象，作为方法区这个类的各种数据的访问入口。

加载Class文件的方式：

• 从本地系统中直接加载。
• 通过网络获取，如：Web Applet。
• 从zip压缩包中读取，成为日后jar、war格式的基础。
• 运行时计算生成，如：动态代理。
• 由其他文件生成，如：JSP。
• 从加密文件中获取，典型的防Class文件被反编译的保护措施。

链接

分为三部分：验证->准备->解析。

验证

• 目的在于确保Class文件的字节流中包含的信息符合当前虚拟机的要求，保证被加载类的正确性，确保不会危害虚拟机自身的安全。
• 主要包括四种验证：文件格式验证、元数据验证、字节码验证、符号引用验证。

准备

准备阶段是正式为类变量分配内存并设置类变量初始值（默认值，即零值）的阶段，这些内存都将在方法区中分配。

• 这时候进行内存分配的仅包括类变量（ Class Variables ，即静态变量，被 static 关键字修饰的变量，只与类相关，因此被称为类变量），而不包括实例变量。实例变量会在对象实例化时随着对象一块分配在 Java 堆中。
• 不包含用final修饰的static，因为final在编译的时候就会分配了，准备阶段会显式初始化。
• 这里所设置的初始值”通常情况”下是数据类型默认的零值（如 0、0L、null、false 等），比如我们定义了public static int value=111 ，那么 value 变量在准备阶段的初始值就是 0 而不是 111（初始化阶段才会赋值）。特殊情况：比如给 value 变量加上了 final 关键字public static final int value=111 ，那么在准备阶段 value 的值显示的就是 111。

解析

将常量池内的符号引用转换为直接引用的过程。解析操作往往在JVM执行完初始化之后再执行。

• 解析阶段是虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程。解析动作主要针对类或接口、字段、类方法、接口方法、方法类型、方法句柄和调用限定符 7 类符号引用进行。
• 符号引用就是一组符号来描述目标，可以是任何字面量。直接引用就是直接指向目标的指针、相对偏移量或一个间接定位到目标的句柄。

初始化

初始化阶段是执行初始化方法 <clinit> ()方法的过程，是类加载的最后一步，这一步 JVM 才开始真正执行类中定义的 Java 程序代码(字节码)。（<clinit> ()方法是编译之后自动生成的。）

对于<clinit> () 方法的调用，虚拟机会自己确保其在多线程环境中的安全性。因为 <clinit> () 方法是带锁线程安全。

• 此方法只会在类中有静态变量的赋值或者静态代码块时，才会有此方法。
• 若该类具有父类，JVM会保证子类的<clinit> () 执行前，父类的<clinit> () 已经执行完毕。

类加载器

JVM 中内置了三个重要的 ClassLoader，除了 BootstrapClassLoader 其他类加载器均由 Java 实现且全部继承自java.lang.ClassLoader。

1. BootstrapClassLoader(启动类加载器) ：最顶层的加载类，由 C++实现，负责加载 %JAVA_HOME%/lib目录下的 jar 包和类或者被 -Xbootclasspath参数指定的路径中的所有类。
2. ExtensionClassLoader(扩展类加载器) ：主要负责加载 %JRE_HOME%/lib/ext 目录下的 jar 包和类，或被 java.ext.dirs 系统变量所指定的路径下的 jar 包。
3. AppClassLoader(应用程序类加载器) ：面向我们用户的加载器，负责加载当前应用 classpath 下的所有 jar 包和类。

如下：

package com.tothefor;

import sun.misc.Launcher;

import java.net.URL;
import java.util.Properties;

/**
 * @Author DragonOne
 * @Date 2022/6/4 16:13
 * @墨水记忆 www.tothefor.com
 */
public class study_01 {

  public static void main(String[] args) {
    URL[] urLs = Launcher.getBootstrapClassPath().getURLs();
    for(URL it : urLs){
      System.out.println(it);
    }
    System.out.println("==========================================");
    String property = System.getProperty("java.ext.dirs");
    System.out.println(property);
  }
}

//输出
file:/Users/dragonone/Library/Java/JavaVirtualMachines/corretto-1.8.0_292/Contents/Home/jre/lib/resources.jar
file:/Users/dragonone/Library/Java/JavaVirtualMachines/corretto-1.8.0_292/Contents/Home/jre/lib/rt.jar
file:/Users/dragonone/Library/Java/JavaVirtualMachines/corretto-1.8.0_292/Contents/Home/jre/lib/sunrsasign.jar
file:/Users/dragonone/Library/Java/JavaVirtualMachines/corretto-1.8.0_292/Contents/Home/jre/lib/jsse.jar
file:/Users/dragonone/Library/Java/JavaVirtualMachines/corretto-1.8.0_292/Contents/Home/jre/lib/jce.jar
file:/Users/dragonone/Library/Java/JavaVirtualMachines/corretto-1.8.0_292/Contents/Home/jre/lib/charsets.jar
file:/Users/dragonone/Library/Java/JavaVirtualMachines/corretto-1.8.0_292/Contents/Home/jre/lib/jfr.jar
file:/Users/dragonone/Library/Java/JavaVirtualMachines/corretto-1.8.0_292/Contents/Home/jre/classes
==========================================
/Users/dragonone/Library/Java/Extensions:/Users/dragonone/Library/Java/JavaVirtualMachines/corretto-1.8.0_292/Contents/Home/jre/lib/ext:/Library/Java/Extensions:/Network/Library/Java/Extensions:/System/Library/Java/Extensions:/usr/lib/java

启动类加载器

BootstrapClassLoader(启动类加载器)。

• 使用C/C++实现，嵌套在JVM内部。
• 用来加载Java的核心库，用于提供JVM自身需要的类。
• 没有父加载器。所以，不继承自java.lang.ClassLoader。
• 是加载扩展类（ExtensionClassLoader）和应用程序类加载器（AppClassLoader）的父类加载器。
• 出于安全考虑，BootstrapClassLoader启动类加载器只加载包名为java、javax、sun等开头的类。

双亲委派机制

• 如果一个类加载器收到了类加载请求，它并不会自己先去加载，而是把这个请求委托给父类加载器去执行；
• 如果父类加载器也还存在父类加载器，则也会进行向上委托，请求最终会到达顶层的启动类加载器；
• 到顶之后，从最高加载器开始。如果父类加载器可以完成类加载任务，就成功返回；如果父类加载器无法完成此加载任务，则子加载器才会尝试自己去加载。

双亲委派模型的好处：

• 保证了 Java 程序的稳定运行，可以避免类的重复加载。也保证了 Java 的核心 API 不被篡改。如果没有使用双亲委派模型，而是每个类加载器加载自己的话就会出现一些问题，比如我们编写一个称为 java.lang.Object 类的话，那么程序运行的时候，系统就会出现多个不同的 Object 类。

沙箱安全机制

就是双亲委派机制可以：保证对Java核心源代码的保护，这就是沙箱安全机制。

判断两个Class对象为同一个类的必要条件。

• 类的全限定名称相同。包括包名。
• 加载类的ClassLoader（指ClassLoader实例对象）必须相同。

类的主动使用和被动使用

除了以下情况外，均为类的被动使用，被动使用不会导致类的初始化。

• 创建类的示例。
• 访问某个类或接口的静态变量，或者对该静态变量赋值。
• 调用类的静态方法。
• 反射（Class.forName(“com.tothefor.P”)）
• 初始化一个类的子类
• Java虚拟机启动时被标明为启动类的类。
• JDK7开始提供的动态语言支持：java.lang.invoke.MethodHandle实例的解析结果REF_getStatic、REF_putStatic、REF_invokeStatic句柄对应的类没有初始化，则初始化。