jvm指的是Java虛擬機器，一種能夠執行Java位元組碼的虛擬機器。它能夠模擬具有完整硬體系統功能，執行在一個完全隔離環境中的完整計算機系統。作為一種程式語言的虛擬機器，它不只是專注於Java語言，只要生成編譯檔案匹配jvm對載入編譯檔案格式的要求，任何語言都可以由jvm編譯執行。比如scala，kotlin等。

JVM的基本組成結構

jvm由三部分組成：

類載入子系統

執行時資料區（記憶體空間，記憶體結構）

執行引擎

結構圖如下：

深入瞭解執行時資料區

執行緒共享：

方法區（1。8之後已經不叫方法區了，叫元資料區）：用來儲存被jvm載入的類資訊，常量，靜態變數等資料。也就是類的所有屬性，方法以及構造器，介面程式碼都在這裡定義。

這個區域包含一個很重要的區域叫常量池。class物件除了類的版本，屬性，方法等資訊外，還有一些常量以及字面值，而這些幾乎都存在於常量池裡，這部分內容將在被載入的過程中存放到常量池裡。

堆：例項化的物件以及陣列都存在這個區域。這個區域的cg最活躍，也就是cg進行垃圾回收的重要場所。這個區域，cg是以分代回收演算法進行垃圾回收的。從cg的角度看，堆又可以分為：新生代和老年代。

執行緒私有：

程式計數器：也就是一個指標，指向方法區中的方法位元組碼。也就是用於儲存每條執行緒的執行位元組碼指令地址。每條執行緒都會擁有自己的程式計數器，以便執行緒切換的時候，能使程式正常執行。

jvm棧：儲存著每一個棧幀。每個方法的執行都對應著每一個棧幀，棧幀裡放著區域性變量表，運算元棧，動態連線，方法出口等資訊。每個方法的執行以及結束都對應到棧幀的入棧與出棧。

本地方法棧：這個跟jvm棧差不多，只是jvm棧為我們的java服務的，而本地方法棧是為native 方法服務。

深入瞭解類載入子系統

我們的Java檔案被jvm編譯器編譯成class物件之後，在runtime時，由類載入子系統將class位元組碼檔案載入到執行時資料區中。但是，類載入子系統在類的整個生命週期中主要的工作是什麼呢？類的生命週期：

類的生命週期分為：載入——>連線——>初始化——>使用——>解除安裝而連線過程又分為：驗證——>準備——>解析。其實這個過程就是類載入子系統工作的過程。

一，工作過程

1，載入：將class位元組碼檔案載入到執行時資料區中。

2。1，驗證：1，檢查位元組碼檔案是否正確。2，檢查檔案頭的magic number是否正確。

何為magic number？我們用編輯器開啟隨意一個class檔案，發現都是以CAFEBABE開頭。把這資料改掉或者刪除，都會出錯。這個就是magic number

2。2，準備：給類的靜態變數分配記憶體，賦予初始值。這裡的初始值並不是賦值的值。打個比方：private int i = 100； 在準備階段，並不是將100賦值給i。而是給i賦值0，因為int的預設初始值是0。

2。3，解析：檢查指定的類是否引用了其他的類或者介面，是否能正常引入。也就是裝載當前類引入依賴的其他類。

3，初始化：這裡才是給類的靜態變數賦正確的初始值。i的值由0變為100。

使用，解除安裝這就沒什麼可說的了。

透過原始碼瞭解載入過程：在rt。jar包中的java。lang。ClassLoader類中，我們可以檢視類載入實現過程的程式碼，具體原始碼如下：

protected Class<？> loadClass（String name， boolean resolve） throws ClassNotFoundException{ synchronized （getClassLoadingLock（name）） { // First， check if the class has already been loaded Class<？> c = findLoadedClass（name）； if （c == null） { long t0 = System。nanoTime（）； try { if （parent ！= null） { c = parent。loadClass（name， false）； } else { c = findBootstrapClassOrNull（name）； } } catch （ClassNotFoundException e） { // ClassNotFoundException thrown if class not found // from the non-null parent class loader } if （c == null） { // If still not found， then invoke findClass in order // to find the class。 long t1 = System。nanoTime（）； c = findClass（name）； // this is the defining class loader； record the stats sun。misc。PerfCounter。getParentDelegationTime（）。addTime（t1 - t0）； sun。misc。PerfCounter。getFindClassTime（）。addElapsedTimeFrom（t1）； sun。misc。PerfCounter。getFindClasses（）。increment（）； } } if （resolve） { resolveClass（c）； } return c； }}

原始碼的註釋寫得很清楚了：

載入的時候使用了synchronized加鎖機制，也就是當前執行緒有在載入當前這個類時，不允許其他類進行載入。

判斷這個類是否已經被載入，如果已經載入了，就不再載入。如果沒有，則要載入。

我們在看原始碼時，看到

//從parent這個成員變數中，我們得知 private final ClassLoader parent； try { if （parent ！= null） { c = parent。loadClass（name， false）； } else { c = findBootstrapClassOrNull（name）； } }

這是一個很重要的資訊~由此引申一個下面很重要的概念

雙親委派機制

我們先了解類載入器的種類：

啟動類載入器Bootstrap ClassLoader：負責將java_home/lib下的類載入到記憶體中

擴充套件類載入器Extension ClassLoader：負責將java_home/lib/extde的類載入到記憶體中

系統類載入器Application ClassLoader：負責將classpath的類載入到記憶體中

使用者自定義載入器User ClassLoader：負責載入使用者自定義路徑下的類包

在看原始碼可以看出，每次載入類的時候，當前載入器都將該類一層一層交給parent，而且每次都檢查是否已經載入了，如果載入了就不再載入。當交給parent時，如果parent能載入，則就載入。如果parent都不能載入，則由當前載入器進行載入。

雙親委派的優勢：

沙箱安全機制：比如自己寫的String。class類不會被載入，這樣可以防止核心庫被隨意篡改

避免類的重複載入：當父ClassLoader已經載入了該類的時候，就不需要子CJlassLoader再載入一次

以上就是jvm的記憶體結構以及類載入子系統的相關內容。jvm還有許許多多的知識，比如垃圾回收機制，調優等。

本人水平有限，難免有錯誤或遺漏之處，望大家指正和諒解，提出寶貴意見，願與之交流。