(转) JVM运行流程

偏执的太偏执、 2022-05-09 10:08 237阅读 0赞

转自：[https://blog.csdn.net/xiangzhihong8/article/details/80412795][https_blog.csdn.net_xiangzhihong8_article_details_80412795]

## **Java启动流程：** ##

1.java虚拟机启动的命令是通过java +xxx(类名，这个类中要有main方法)或者javaw启动的。

2.执行命令后，系统第一步做的就是装载配置，会在当前路径中寻找jvm的config配置文件。

3.找到jvm的config配置文件之后会去定位jvm.dll这个文件。这个文件就是java虚拟机的主要实现。

4.当找到匹配当前版本的jvm.dll文件后，就会使用这个dll去初始化jvm虚拟机。获得相关的接口。之后找到main方法开始运行。

上面这个过程的描述虽然比较简单，但是jvm的启动流程基本都已经涵盖在里面了。

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## 什么是类加载 ##

众所周知，JVM加载的是.class文件。其实，类的加载指的是将类的.class文件中的二进制数据读入到内存中，将其放在运行时数据区的方法区内，然后在堆区创建一个java.lang.Class对象，用来封装类在方法区内的数据结构。类的加载的最终产品是位于堆区中的Class对象，Class对象封装了类在方法区内的数据结构，并且向Java程序员提供了访问方法区内的数据结构的接口。

同时，JVM规范允许类加载器在预料某个类将要被使用时就预先加载它，如果在预先加载的过程中遇到了.class文件缺失或存在错误，类加载器会在程序首次主动使用该类时会生成错误报告（LinkageError错误），如果这个类一直没有被程序主动使用，那么类加载器就不会报告错误。

Class对象是一个特殊的对象，是用来创建其它对象的对象（这里的其他对象就是指：java类的实例）。其实Class对象就是java类编译后生成的.class文件，它包含了与类有关的信息。

每当第一次使用一个类时，JVM必须使用“类加载器”子系统加载该类对象的Class对象。一旦这个类的Class对象被载入内存，它就被用来创建这个类的所有对象。当我们使用new关键字创建一个类的第一个对象的时候，JVM会帮助我们加载该类Class对象，但是当我们想自己加载这个类的Class对象怎么办呢？实际上有3种方法：

1.  Class.forName("类名字符串")  （注意：类名字符串必须是全称，包名+类名）
2.  类字面常量法：类名.class
3.  实例对象.getClass()

## 类的加载过程 ##

JVM将类的加载分为3个步骤：   
1、装载（Load）

2、链接（Link）

3、初始化（Initialize）

而链接（Link）又分3个步骤：   
1，验证

2，准备

3，解析

### 1，装载 ###

加载是类加载过程的第一个阶段，在加载阶段，虚拟机需要完成以下三件事情：  
1、通过一个类的全限定名来获取其定义的二进制字节流。

2、将这个字节流所代表的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构。

3、在Java堆中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为对方法区中这些数据的访问入口。

相对于类加载的其他阶段而言，加载阶段是获取类的二进制字节流的最佳阶段，因为开发人员既可以使用系统提供的类加载器来完成加载，也可以自定义自己的类加载器来完成加载。

加载阶段完成后，虚拟机外部的 二进制字节流就按照虚拟机所需的格式存储在方法区之中，而且在Java堆中也创建一个java.lang.Class类的对象，这样便可以通过该对象访问方法区中的这些数据。

### 2，链接 ###

链接阶段分为三个步骤：验证、准备和解析。

*  **验证**：确保被加载的类的正确性；
 *  **准备**：为类的静态变量分配内存，并将其初始化为默认值；
 *  **解析**：把类中的符号引用转换为直接引用。

验证

验证是链接第一步，这一阶段的目的是为了确保Class文件的字节流中包含的信息符合当前虚拟机的要求，并且不会危害虚拟机自身的安全。验证阶段大致会完成4个阶段的检验动作：

*  **文件格式验证**：验证字节流是否符合Class文件格式的规范；例如：是否以0xCAFEBABE开头、主次版本号是否在当前虚拟机的处理范围之内、常量池中的常量是否有不被支持的类型。
 *  **元数据验证**：对字节码描述的信息进行语义分析（注意：对比javac编译阶段的语义分析），以保证其描述的信息符合Java语言规范的要求；例如：这个类是否有父类，除了java.lang.Object之外。
 *  **字节码验证**：通过数据流和控制流分析，确定程序语义是合法的、符合逻辑的。
 *  **符号引用验证**：确保解析动作能正确执行。

验证阶段是非常重要的，但不是必须的，它对程序运行期没有影响，如果不需要验证，那么可以考虑采用-Xverifynone参数来关闭大部分的类验证措施，以缩短虚拟机类加载的时间。

准备

准备阶段是正式为类变量分配内存并设置类变量初始值的阶段，这些内存都将在方法区中分配。对于该阶段有以下几点需要注意：

1、这时候进行内存分配的仅包括类变量（static），而不包括实例变量，实例变量会在对象实例化时随着对象一块分配在Java堆中。

2、这里所设置的初始值通常情况下是数据类型默认的零值（如0、0L、null、false等），而不是被在Java代码中被显式地赋予的值。

解析

解析阶段是虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程，解析动作主要针对类或接口、字段、类方法、接口方法、方法类型、方法句柄和调用限定符7类符号引用进行。符号引用就是一组符号来描述目标，可以是任何字面量。  
直接引用就是直接指向目标的指针、相对偏移量或一个间接定位到目标的句柄。

### 3，初始化 ###

初始化，为类的静态变量赋予正确的初始值，JVM负责对类进行初始化，主要对类变量进行初始化。在Java中对类变量进行初始值设定有两种方式：

1，声明类变量是指定初始值。

2，使用静态代码块为类变量指定初始值。

类的初始化步骤或JVM初始化的步骤如下：  
1）如果这个类还没有被加载和链接，那先进行加载和链接 ；

2）假如这个类存在直接父类，并且这个类还没有被初始化（注意：在一个类加载器中，类只能初始化一次），那就初始化直接的父类（不适用于接口）；

3 ) 假如类中存在初始化语句（如static变量和static块），那就依次执行这些初始化语句。

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