JVM—编译器、类加载的过程、双亲委派机制这些你还记得吗？

背景介绍

这两天在对JVM的知识进行回顾，顺便来分享分享，接下来也会有系列文章，欢迎大家一起讨论。

过程

为什么叫JVM？

Java Virtual Machine，java虚拟机。可以理解成一个以字节码为机器指令的CPU

有哪些特点呢？

不同的运行平台，有不同的虚拟机
屏蔽了底层运行平台的差别，实现了“一次编译，随处运行”

为什么JVM可以跨平台？

不同操作系统有不同的JVM，可以运行字节码文件。JVM只和class字节码文件有关系，任何语言只要能翻译成符合规范的class字节码文件，都能够被JVM运行

JDK、JRE、JVM三者关系

JDK:Java Development Kit（java开发者工具）
JRE:Java Runtime Environment（java运行时环境）
JVM:Java Virtual Machine（java虚拟机）

jdk包含了jre，还提供了程序所需要的工具（java和javac运行编译环境的，javadoc可以把java生成一篇文档，jar把程序打包成应用……）,jdk提供了java开发的环境（需要这样一个平台你才能写java代码）。jdk包含了jre，在jre的基础上扩充了一些开发工具，让开发者可以使用
jre包含了jvm、函数库，jre运行时环境，只要安装了jre，就能运行java代码了
jvm虚拟机，可以当成一种规范，可以用软件实现，也可以用硬件实现，它相当于在所有的操作系统上模拟了一个小小的CPU去处理java相关的东西。实现了跨平台，jvm屏蔽了底层的一些差别，一次编译到处执行

JVM包含了哪些部分？

注：这张图片引用自网上

接下来我针对JVM的每一部分起了哪些作用具体来说说吧！

一、编译器

为什么要用编译器？

我们在本地写的都是源代码，而电脑，也就是CPU只认识0和1，要想让电脑执行我们写的程序，就要翻译成电脑能够认识的语言0和1，这个翻译的过程就是编译器去做。

二、类加载子系统

类的加载过程（类的生命周期）

被javac编译之后的字节码文件是存在磁盘中的，而类加载的过程就是把字节码从磁盘加载到内存中的过程

1、加载(Loading)：

作用：生成Class。类加载器通过类的全限定名在内存中成java.lang.Class类模板对象，作为方法区这个类的各种数据的访问入口

工作内容：

将class信息，静态变量、常量加载到方法区
将Class对象指向class信息

2、验证(Verify)：

作用：确保Class文件是否符合当前虚拟机要求，保证被加载类的正确性，只有符合JVM字节码规范的才能被JVM正确执行

工作内容：

文件格式验证
元数据验证
字节码验证
符号引用验证

3、准备(Prepare)：

作用：为成员变量分配内存并且设置该类变量的默认初始值，即零值

工作内容：

final不分配，在编译的时候就为final分配内存了，准备阶段会显式初始化
不为实例变量分配初始化，类变量会分配在方法去中，实例变量会随着对象一起分配到Java堆中

4、解析(Resolve)：

作用：将常量池内的符号引用转换为直接引用的过程

工作内容：

类或接口、字段、类方法、接口方法、方法类型等

为什么要把符号引用转为直接引用？

在编译阶段java类并不知道所引用的实际地址，因此只能使用符号代替。比方说类A引用了类B，此时类A是不知道类B有没有被编译的，也不清楚类B的实际地址，所以用字符串S代表类B的地址，这个S就称为符号引用

符号引用：可以理解为是一种占位符
直接引用：可以理解为指向类、字段、方法存储在内存中的实际地址的指针

5、初始化：正常赋值，执行类构造器的过程

6、使用：执行main方法

7、卸载：销毁

类加载器

什么是类加载器？

负责加载类文件并生成对应的类对象的组件

类加载器的作用是什么？

类加载的时候是通过具体的类加载器去进行加载的，主要用于加载Class字节码文件

类加载器有哪几种分类？

引导类加载器（Bootstrap Class Loader）：也称为根类加载器，是JVM的一部分，负责加载Java的核心类库，如rt.jar等。它是用本地代码实现的，不继承自java.lang.ClassLoader，因此无法直接获取到引导类加载器的引用。
扩展类加载器（Extension Class Loader）：是由sun.misc.Launcher$ExtClassLoader实现的，负责加载Java的扩展类库，如jre/lib/ext目录下的jar包。它是Java类，继承自java.lang.ClassLoader。
应用程序类加载器（Application Class Loader）：也称为系统类加载器，是由sun.misc.Launcher$AppClassLoader实现的，负责加载应用程序classpath下的类。它也是Java类，继承自java.lang.ClassLoader。
自定义类加载器（User Class Loader）：用户通过继承java.lang.ClassLoader类的方法自行实现的类加载器

每个类加载器的区别是什么？