深入理解JAVA虛擬機
- 作者：新網(wǎng)
- 來源：新網(wǎng)
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- 2018-05-11 15:05:00
對于Java，我們首先需要知道Java的體系結(jié)構(gòu)，總體來說，它由4部分組成1、java程序設(shè)計語言：這就是我們通常編碼時寫的代碼。2、java class文件：源碼編譯后的二進制字節(jié)碼文件，后綴名.class的文件。3、java API：就是JDK中自帶的那些java代碼，其介于開發(fā)人員編寫的代碼與底層操作系統(tǒng)資源之間的中間層。4、java虛擬機：用來裝載class文件并且執(zhí)行其中的字節(jié)碼。
對于Java，我們首先需要知道Java的體系結(jié)構(gòu)，總體來說，它由4部分組成1、java程序設(shè)計語言：這就是我們通常編碼時寫的代碼。2、java class文件：源碼編譯后的二進制字節(jié)碼文件，后綴名.class的文件。3、java API：就是JDK中自帶的那些java代碼，其介于開發(fā)人員編寫的代碼與底層操作系統(tǒng)資源之間的中間層。4、java虛擬機：用來裝載class文件并且執(zhí)行其中的字節(jié)碼。
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div> 一、Java虛擬機
前面講到，java虛擬機的主要任務(wù)就是加載class文件并且執(zhí)行其中的字節(jié)碼，其與Java API合在一起就是我們所謂的“Java 平臺”，或者"Java運行時環(huán)境"。
Java虛擬機主要由類裝載器子系統(tǒng)和字節(jié)碼執(zhí)行引擎兩部分組成。
1、類裝載器子系統(tǒng)，顧名思義，就是用來負(fù)責(zé)定位并加載class文件的，目前依據(jù)繼承層次主要分為：啟動類裝載器(BootstrapClassLoader)、標(biāo)準(zhǔn)擴展類裝載器(ExtClassLoader)、類路徑類裝載器(AppClassLoader,也叫系統(tǒng)類裝載器)以及用戶自定義類裝載器。類裝載器裝載類時，都是在JVM第一次需要執(zhí)行該類字節(jié)碼時發(fā)生，即我們所謂的"延遲加載"機制。
2、字節(jié)碼執(zhí)行引擎，即將Java字節(jié)碼翻譯為本地機器碼的模塊。目前執(zhí)行引擎主要分為四類：
(1) 一次性解釋字節(jié)碼：即為當(dāng)JVM執(zhí)行某段字節(jié)碼時，由執(zhí)行引擎將其翻譯為本地機器碼，當(dāng)再次執(zhí)
行到該段字節(jié)碼時，再次由執(zhí)行引擎翻譯為本地機器碼。
(2) JIT(即時編譯器)：在(1)的基礎(chǔ)上，將翻譯后的本地機器碼緩存起來，當(dāng)再次執(zhí)行時，就不需要再次
翻譯了。當(dāng)然，該種執(zhí)行引擎會占用更多的內(nèi)存。
(3) 自適應(yīng)優(yōu)化器：JVM會監(jiān)視所有字節(jié)碼的執(zhí)行頻率，將那些常用的字節(jié)碼所對應(yīng)的本地機器碼緩存
起來。
(4) 硬件芯片：由本地方法執(zhí)行Java字節(jié)碼，但是這些本地方法是被固化在芯片中。
二、類裝載器
前面已經(jīng)提到過，Java類裝載器主要分為四種：啟動類裝載器(BootstrapClassLoader)、標(biāo)準(zhǔn)擴展類裝載器(ExtClassLoader)、類路徑類裝載器(AppClassLoader,也叫系統(tǒng)類裝載器)以及用戶自定義類裝載器。那么這四類不同的裝載器區(qū)別是什么?這里先不贅述。
但是這里比較重要的一點就是，JVM對不同的類裝載器[對象]定義了不同的命名
空間，而且不同命名空間里的類對象是彼此不可見的，不能彼此相互訪問(除非應(yīng)用程序顯示地要求這么做)。那么這句話到底怎么理解呢?假如類裝載器A(對象)裝載了類Hello A，并且類裝載器B(對象)也裝載了類Hello B，那么其實對于這兩個Hello類對象而言，他們并不知道對方的存在，更不能相互訪問，因為他們屬于兩個不同的命名空間A和B。而且，對于JVM來說，這兩個Hello類對象也是屬于兩個完全不同的類對象，因為對于JVM來說，只能由 類裝載器[對象](命名空間)和類完全限定名 才能唯一標(biāo)識一個類對象。
另外，需要我們記住的一點就是，同時依然是上面一句話的延伸，即：類及該類所引用的其他類必然屬于同一個命名空間，即該類所引用的其他類必然會被裝載第一個類的裝載器[對象]來裝載。比如類Hello A被裝載器A裝載到了JVM中，但是該Hello A類同時引用了類Hello B，那么Hello B類也同時會被裝載器A加載到JVM中，如此以來，Hello A和Hello B之間才能可見，才能相互訪問。換句通俗話來講，當(dāng)被裝載的類引用了另外一個類，那么JVM就會用裝載第一個類的裝載器[對象]來裝載被引用的類。
如此設(shè)計的類裝載器模型，可以有效地防止不同代碼間的相互侵占，相互破壞。
三、Java Class文件
在Java Class文件中，字節(jié)順序是 高位在前 ，這 一點希望大家要謹(jǐn)記。
四、Java API
Java API的class文件天然就是與平臺相關(guān)的，其處于Java程序與本地代碼中間這一層，但是正是由于有了Java API這一層，才致使我們編寫的Java代碼是與平臺無關(guān)的。
同時，Java API中提供了安全性模型。安全管理器正是這樣一個為應(yīng)用程序提供自定義安全策略的對象，例如，安全管理器可以禁止對本地磁盤的非法訪問。然后在Java1.2中，安全管理器被訪問控制器所取代，該類用來執(zhí)行棧檢驗，以決定是否準(zhǔn)許某種操作。
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