大綱：

JVM

一、編譯機(jī)制

二、類加載機(jī)制（裝載、驗(yàn)證、準(zhǔn)備、解析、初始化、使用、卸載）

三、類執(zhí)行機(jī)制

源碼編譯機(jī)制：

（由.java源文件轉(zhuǎn)為.class二進(jìn)制字節(jié)碼文件的過程）

使用命令 javac test.java 就可以編譯test.java文件。生成test.class文件。

編譯的過程：

詞法分析、語法分析、語義分析、生成字節(jié)碼

詳細(xì)的過程：

源代碼文件*.java -> 詞法分析器 -> tokens流 -> 語法分析器 -> 語法樹/抽象語法樹 -> 語義分析器 -> 注解抽象語法樹 -> 字節(jié)碼生成器 -> JVM字節(jié)碼文件*.class

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類加載機(jī)制：

在Class文件中描述的各種信息，最終都需要加載到虛擬機(jī)中才能運(yùn)行和使用。那么虛擬機(jī)是如何加載這些Class文件的呢？

JVM把描述類數(shù)據(jù)的字節(jié)碼.Class文件加載到內(nèi)存，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)、轉(zhuǎn)換解析和初始化，最終形成可以被虛擬機(jī)直接使用的java類型，這就是虛擬機(jī)的類加載機(jī)制。

類從被加載到虛擬機(jī)內(nèi)存中開始，到卸載出內(nèi)存為止，它的生命周期包括了：加載／裝載(Loading)、驗(yàn)證(Verification)、準(zhǔn)備(Preparation)、解析(Resolution)、初始化(Initialization)、使用(Using)、卸載(Unloading)七個(gè)階段，其中驗(yàn)證、準(zhǔn)備、解析三個(gè)部分統(tǒng)稱鏈接。

一、加載

a.（類的加載指的是將類的.class文件中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)存中，生成對(duì)應(yīng)的class對(duì)象）我們可以利用類加載器，實(shí)現(xiàn)類的動(dòng)態(tài)加載。

b.在Java中，采用雙親委派機(jī)制來實(shí)現(xiàn)類的加載。委托模式。每個(gè) ClassLoader 都有一個(gè)父加載器。類加載器在加載類之前會(huì)先遞歸的去嘗試使用父加載器加載。父類委托，先讓父類加載器試圖加載該類，只有在父類加載器無法加載該類的時(shí)候才試圖從自己的類路徑加載，從而保證只有一個(gè)類進(jìn)行加載，虛擬機(jī)有一個(gè)內(nèi)建的啟動(dòng)類加載器（bootstrap ClassLoader），該加載器沒有父加載器，但是可以作為其他加載器的父加載器。

c.委派機(jī)制則保證了基類都由相同的類加載器加載，這樣就避免了同一個(gè)字節(jié)碼文件被多次加載生成不同的 Class 對(duì)象的問題。

d.類加載器其實(shí)也是Java類。有四大類：

根加載器Bootstrap Class Loader:其負(fù)責(zé)加載Java的核心類，比如String、System這些類

擴(kuò)展加載器Extension Class Loader:其負(fù)責(zé)加載JRE的拓展類庫(kù)

系統(tǒng)應(yīng)用加載器APP Class Loader:其負(fù)責(zé)加載CLASSPATH環(huán)境變量所指定的JAR包和類路徑

用戶自定義加載器Customer Class Loader

e.加載過程中會(huì)先檢查類是否被已加載，檢查順序是自底向上，從Custom ClassLoader到BootStrap ClassLoader逐層檢查，只要某個(gè)classloader已加載就視為已加載此類，保證此類只所ClassLoader加載一次。然后開始加載類，加載的順序是自頂向下，也就是由上層來逐層嘗試加載此類。

f.java程序運(yùn)行的場(chǎng)所是內(nèi)存，當(dāng)在命令行下執(zhí)行：java HelloWorld命令的時(shí)候，JVM會(huì)將HelloWorld.class加載到內(nèi)存中,并形成一個(gè)Class的對(duì)象HelloWorld.class。

g.類加載的方式：

命令行啟動(dòng)應(yīng)用時(shí)候由JVM初始化加載

通過Class.forName()方法動(dòng)態(tài)加載

通過ClassLoader.loadClass()方法動(dòng)態(tài)加載

h.雙親委派模型的工作過程為：如果一個(gè)類加載器收到了類加載的請(qǐng)求，它首先不會(huì)自己去嘗試加載這個(gè)類，而是把這個(gè)請(qǐng)求委派給父類加載器去完成，每一個(gè)層次的加載器都是如此，因此所有的類加載請(qǐng)求都會(huì)傳給頂層的啟動(dòng)類加載器，只有當(dāng)父加載器反饋?zhàn)约簾o法完成該加載請(qǐng)求（該加載器的搜索范圍中沒有找到對(duì)應(yīng)的類）時(shí)，子加載器才會(huì)嘗試自己去加載。

二、鏈接

當(dāng)類被加載后，系統(tǒng)會(huì)為之生成一個(gè)Class對(duì)象，接著將會(huì)進(jìn)入連接階段，鏈接階段負(fù)責(zé)把類的二進(jìn)制數(shù)據(jù)合并到JRE中

三個(gè)階段

驗(yàn)證：檢驗(yàn)被加載的類是否有正確的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并和其他類協(xié)調(diào)一致

準(zhǔn)備：負(fù)責(zé)為類的類（靜態(tài)）變量分配內(nèi)存。并設(shè)置默認(rèn)初始值

準(zhǔn)備階段是正式為類變量分配內(nèi)存并設(shè)置類變量初始值的階段，這些內(nèi)存都將在方法區(qū)中分配。對(duì)于該階段有以下幾點(diǎn)需要注意：

1、這時(shí)候進(jìn)行內(nèi)存分配的僅包括類變量（static），而不包括實(shí)例變量，實(shí)例變量會(huì)在對(duì)象實(shí)例化時(shí)隨著對(duì)象一塊分配在Java堆中。

2、這里所設(shè)置的初始值通常情況下是數(shù)據(jù)類型默認(rèn)的零值（如0、0L、null、false等），而不是被在Java代碼中被顯式地賦予的值。

假設(shè)一個(gè)類變量的定義為：public static int value = 3；

那么變量value在準(zhǔn)備階段過后的初始值為0，而不是3，因?yàn)檫@時(shí)候尚未開始執(zhí)行任何Java方法，而把value賦值為3的putstatic指令是在程序編譯后，存放于類構(gòu)造器（）方法之中的，所以把value賦值為3的動(dòng)作將在初始化階段才會(huì)執(zhí)行。

解析：將類的二進(jìn)制數(shù)據(jù)中的符號(hào)引用轉(zhuǎn)換成直接引用

三、初始化

初始化，為類的靜態(tài)變量賦予正確的初始值，JVM負(fù)責(zé)對(duì)類進(jìn)行初始化，主要對(duì)類變量進(jìn)行初始化。

在Java中對(duì)類變量進(jìn)行初始值設(shè)定有兩種方式：

①聲明類變量是指定初始值

②使用靜態(tài)代碼塊為類變量指定初始值

JVM初始化步驟

假如這個(gè)類還沒有被加載和連接，則程序先加載并連接該類

假如該類的直接父類還沒有被初始化，則先初始化其直接父類

假如類中有初始化語句，則系統(tǒng)依次執(zhí)行這些初始化語句

類初始化時(shí)機(jī)

創(chuàng)建類實(shí)例。也就是new的方式

調(diào)用某個(gè)類的類方法

訪問某個(gè)類或接口的類變量，或?yàn)樵擃愖兞抠x值

使用反射方式強(qiáng)制創(chuàng)建某個(gè)類或接口對(duì)應(yīng)的java.lang.Class對(duì)象

初始化某個(gè)類的子類，則其父類也會(huì)被初始化

直接使用java.exe命令來運(yùn)行某個(gè)主類

類實(shí)例創(chuàng)建過程

按照父子繼承關(guān)系進(jìn)行初始化，首先執(zhí)行父類的初始化塊部分，然后是父類的構(gòu)造方法；再執(zhí)行本類繼承的子類的初始化塊，最后是子類的構(gòu)造方法

注意??：

JAVA類首次裝入時(shí)，會(huì)對(duì)靜態(tài)成員變量或方法進(jìn)行一次初始化,但方法不被調(diào)用是不會(huì)執(zhí)行的， 靜態(tài)成員變量和靜態(tài)初始化塊級(jí)別相同，非靜態(tài)成員變量和非靜態(tài)初始化塊級(jí)別相同。（鏈接的準(zhǔn)備階段）

初始化階段：

先初始化父類的靜態(tài)代碼--->初始化子類的靜態(tài)代碼-->

初始化父類的非靜態(tài)代碼--->初始化父類構(gòu)造函數(shù)--->

初始化子類非靜態(tài)代碼—>初始化子類構(gòu)造函數(shù)

分析：靜態(tài)代碼塊在類加載的時(shí)候執(zhí)行，而非靜態(tài)代碼快在生成對(duì)象時(shí)才被執(zhí)行

類執(zhí)行機(jī)制：

JVM是基于棧結(jié)構(gòu)的體系結(jié)構(gòu)來執(zhí)行class字節(jié)碼的，不同于windows和Linux基于寄存器結(jié)構(gòu)。類的執(zhí)行機(jī)制，主要是在Java棧上面完成。當(dāng)一個(gè)線程被創(chuàng)建后，Java棧和PC寄存器就會(huì)被創(chuàng)建。Java棧由棧幀組成，調(diào)用一個(gè)方法，就會(huì)生成一個(gè)棧幀（可以理解為表示調(diào)用一個(gè)方法）。棧幀又由局部變量表、操作數(shù)棧和常量池引用組成。

其他：

常量：

一、用final修飾的成員變量表示常量，值一旦給定就無法改變！一般都用大寫字符為常量賦值。在常量中，往往通過下劃線來分隔不同的字符。對(duì)于同時(shí)被static和final修飾的常量，必須在聲明的時(shí)候就為其顯式地賦值，否則編譯時(shí)不通過；而只被final修飾的常量則既可以在聲明時(shí)顯式地為其賦值，也可以在類初始化時(shí)顯式地為其賦值，總之，在使用前必須為其顯式地賦值，系統(tǒng)不會(huì)為其賦予默認(rèn)零值。

二、final關(guān)鍵字與static關(guān)鍵字同時(shí)使用

由于Java是面向?qū)ο蟮恼Z言，所以在Java常量定義的時(shí)候還有與其它編程語言不同的地方。如一段程序代碼從編輯到最后執(zhí)行，即使需要經(jīng)過兩個(gè)過程，分別為代碼的裝載與對(duì)象的建立。不同的過程對(duì)于常量的影響是不同的。

1).不使用static修飾情況：

例如:final long CURRENT_TIME=System.currentTimeMillis();

默認(rèn)情況下，定義的常量是在對(duì)象建立的時(shí)候被初始化。如果在建立常量時(shí)，直接賦一個(gè)固定的值，而不是通過其他對(duì)象或者函數(shù)來賦值，那么這個(gè)常量的值就是恒定不變的，即在多個(gè)對(duì)象中值也使相同的。但是如果在給常量賦值的時(shí)候，采用的是一些函數(shù)或者對(duì)象(如生成隨機(jī)數(shù)的Random對(duì)象)，那么每次建立對(duì)象時(shí)其給常量的初始化值就有可能不同。可見，使用final的Java常量定義并不是恒定不變的。

2).使用static修飾情況：

例如：static final long CURRENT_TIME=System.currentTimeMillis();

這個(gè)是一個(gè)靜態(tài)的概念。即當(dāng)利用這個(gè)關(guān)鍵字來修飾一個(gè)變量的時(shí)候，在創(chuàng)建對(duì)象之前就會(huì)為這個(gè)變量在內(nèi)存中創(chuàng)建一個(gè)存儲(chǔ)空間。以后創(chuàng)建對(duì)對(duì)象如果需要用到這個(gè)靜態(tài)變量，那么就會(huì)共享這一個(gè)變量的存儲(chǔ)空間。也就是說，在創(chuàng)建對(duì)象的時(shí)候，如果用到這個(gè)變量，那么系統(tǒng)不會(huì)為其再分配一個(gè)存儲(chǔ)空間，而只是將這個(gè)內(nèi)存存儲(chǔ)空間的地址賦值給他。如此做的好處就是可以讓多個(gè)對(duì)象采用相同的初始變量。當(dāng)需要改變多個(gè)對(duì)象中變量值的時(shí)候，只需要改變一次即可。從這個(gè)特性上來說，其跟常量的作用比較類似。不過其并不能夠取代常量的作用。

變量

類變量：static int allClicks=0;

局部變量：類的方法中的變量

public void method(){

int i =0; //局部變量

}

實(shí)例變量： String str="hello world";