什么是JVM的類加載及內(nèi)存區(qū)域

這篇文章將為大家詳細(xì)講解有關(guān)什么是JVM的類加載及內(nèi)存區(qū)域，文章內(nèi)容質(zhì)量較高，因此小編分享給大家做個(gè)參考，希望大家閱讀完這篇文章后對(duì)相關(guān)知識(shí)有一定的了解。

一、JVM加載類的過(guò)程

• 加載，加載為按需加載，主線程需要用到一個(gè)類才開(kāi)始加載一個(gè)類。

• 驗(yàn)證，簡(jiǎn)而言之就是校驗(yàn)class內(nèi)容是否符合指定規(guī)范

• 準(zhǔn)備，為類變量分配內(nèi)存空間，并初始默認(rèn)值。

• 初始化，執(zhí)行類的初始化代碼（靜態(tài)代碼塊，靜態(tài)賦值代碼），注：初始化會(huì)檢驗(yàn)父類是否初始化，沒(méi)有則必須先初始化父類。

• 使用

• 卸載

二、類加載器

種類

• 啟動(dòng)類加載器-Bootstrap ClassLoader，用于加載Java核心類庫(kù)-java安裝目錄下的lib目錄下的class。

• 擴(kuò)展類加載器-Extension ClassLoader，用于加載java下的一些擴(kuò)展類庫(kù)-java安裝目錄lib\ext下的class。

• 應(yīng)用程序類加載器-Application ClassLoader，加載項(xiàng)目ClassPath下所的class。

• 自定義類加載器，自己定義的類加載器

雙親委派機(jī)制

意思就是即優(yōu)先讓父ClassLoader去加載。原因是避免重復(fù)加載，保證應(yīng)用的classPath下的Class對(duì)象在內(nèi)存中的唯一性。

層次圖

tomcat破壞雙親委派

tomcat作為java編碼的web容器，本身也是在jvm中運(yùn)行，怎么讓基于tomcat容器的各個(gè)web應(yīng)用正常運(yùn)行，使得各個(gè)web應(yīng)用包含的應(yīng)用的class不會(huì)亂套，必須破壞雙親委派機(jī)制，為每一個(gè)web應(yīng)用的class都用不同的類加載器去加載。

• tomcat的類加載器層次圖

其中：

common、catalina、shared負(fù)責(zé)加載tomcat自己的核心類庫(kù)，webApp加載web應(yīng)用的class（隔離web應(yīng)用引用的三方類庫(kù)），jsp加載器加載JSP(每個(gè)JSP文件都對(duì)應(yīng)一個(gè)Jsp類加載器，jsp加載器支持熱加載，即Jsp只要修改，就重新加載一次覆蓋原來(lái)的jsp)。

通過(guò)tomcat的類加載機(jī)制，可以達(dá)成以下目標(biāo)：

• tomcat支持各個(gè)web引用中不同版本的三方類庫(kù)相互隔離。

• 同一個(gè)第三方類庫(kù)的相同版本在不同web應(yīng)用可以共享。

• tomcat自身依賴的類庫(kù)需要與應(yīng)用依賴的類庫(kù)隔離 。

• jsp需要支持修改后不用重啟tomcat即可生效 為了上面類加載隔離和類更新不用重啟，定制開(kāi)發(fā)各種的類加載器。

自定義類加載器的作用

• 實(shí)際中，可以從Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)或緩存服務(wù)器獲取bytes數(shù)組，這就不是系統(tǒng)類加載器能做到的了。

• 可以從不同的路徑中獲取同一個(gè)類的不同class對(duì)象，可以實(shí)現(xiàn)隔離，一個(gè)復(fù)雜的程序，內(nèi)部可能按模塊組織，不同模塊可能使用同一個(gè)類，但使用的是不同版本，如果使用同一個(gè)類加載器，它們是無(wú)法共存的，不同模塊使用不同的類加載器就可以實(shí)現(xiàn)隔離，Tomcat使用它隔離不同的Web應(yīng)用，OSGI使用它隔離不同模塊。

• 可以實(shí)現(xiàn)熱部署。使用同一個(gè)ClassLoader，類只會(huì)被加載一次，加載后，即使class文件已經(jīng)變了，再次加載，得到的也還是原來(lái)的Class對(duì)象，而使用自定義類加載器，則可以先創(chuàng)建一個(gè)新的ClassLoader，再用它加載Class，得到的Class對(duì)象就是新的，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)更新。

三、JVM內(nèi)存區(qū)域劃分

方法區(qū)（1.8之后叫metaspace-元數(shù)據(jù)空間）

存放類的元數(shù)據(jù)信息，可以理解為反射獲取的Class對(duì)象的哪些信息。

程序計(jì)數(shù)器

• 記錄當(dāng)前執(zhí)行的class文件中字節(jié)碼指令的位置

• 與線程是一對(duì)一的關(guān)系，每個(gè)線程都會(huì)有自己的一個(gè)程序計(jì)數(shù)器

棧

一個(gè)程序計(jì)數(shù)器對(duì)應(yīng)一個(gè)線程、一個(gè)線程對(duì)應(yīng)一個(gè)棧、一個(gè)棧由一個(gè)個(gè)棧幀組成，一個(gè)方法對(duì)應(yīng)一個(gè)棧幀，棧幀包含局部變量表、操作數(shù)棧、動(dòng)態(tài)鏈接、方法出口（相當(dāng)于結(jié)束方法時(shí)需要跳轉(zhuǎn)的位置）。棧幀在調(diào)用方法的時(shí)候進(jìn)棧，方法結(jié)束的時(shí)候出棧。

堆

• 存放對(duì)象數(shù)據(jù)（上述棧中只存在對(duì)象的引用（即堆內(nèi)存中對(duì)象的地址）或基本數(shù)據(jù)類型的值）

• 所有線程共享

• 當(dāng)引用變量地址數(shù)據(jù)出棧時(shí)，堆中的內(nèi)存釋放由JVM控制回收

其他內(nèi)存區(qū)域

• 執(zhí)行native方法會(huì)有線程對(duì)應(yīng)的本地方法棧。

• NIO中ByteBuffer類方法：allocateDirect（int capacity）-堆外分配內(nèi)存空間返回DirectBuffer，通過(guò)DirectBuffer的Api可以操作堆外內(nèi)存。

圖示

關(guān)于什么是JVM的類加載及內(nèi)存區(qū)域就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對(duì)大家有一定的幫助，可以學(xué)到更多知識(shí)。如果覺(jué)得文章不錯(cuò)，可以把它分享出去讓更多的人看到。