類加載機制

JVM的類加載是通過ClassLoader及其子類來完成的，類的層次關系和加載順序可以由下圖來描述：

每個ClassLoader加載Class的過程是：

1.檢測此Class是否載入過（即在cache中是否有此Class），如果有到8,如果沒有到2

2.如果parent classloader不存在（沒有parent，那parent一定是bootstrap），到4

3.請求parent classloader載入，如果成功到8，不成功到5

4.請求jvm從bootstrap classloader中載入，如果成功到8

5.尋找Class文件（從與此classloader相關的類路徑中尋找）。如果找不到則到7.

6.從文件中載入Class，到8.

7.拋出ClassNotFoundException.

8.返回Class.

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?類執(zhí)行機制

JVM的指令是從操作數棧中取得操作數,是基于棧的體系結構來執(zhí)行class字節(jié)碼的。線程創(chuàng)建后，都會產生程序計數器（PC）和棧（Stack），程序計數器存放下一條要執(zhí)行的指令在方法內的偏移量，棧中存放一個個棧幀，每個棧幀對應著每個方法的每次調用，而棧幀又是有局部變量區(qū),操作數棧和幀數據區(qū)組成，局部變量區(qū)用于存放方法中的局部變量和參數，操作數棧中用于存放方法執(zhí)行過程中產生的中間結果。局部變量區(qū)和操作數棧的大小,編譯器在編譯時就確定了存放在class文件中.而幀數據區(qū)大小依賴于具體實現,這些信息用來支持常量池解析,正常方法返回以及異常派發(fā)機制.

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32位HotSpot上要求64位/8字節(jié)對齊，HotSpot在C++代碼中用instanceOopDesc類來表示Java對象，而該類繼承oopDesc，oopDesc保存了java class的元數據信息，而Klass保存了java class的實際數據。klass就是用于描述GC堆上的對象的對針；如果一個對象的大小、域的個數與類型等信息不固定的話，它就需要特定的klass對象來描述。

instanceOopDesc用于表示Java對象，instanceKlass用于描述它，HotSpot并不把instanceKlass暴露給Java，而會另外創(chuàng)建對應的java.lang.Class對象，兩者之間互相持有引用,如果自身卻又有些不固定的信息需要被描述，因而又有instanceKlassKlass,如此下去會沒完沒了，所以有個klassKlass作為這個描述鏈上的終結符。

通過直接指針訪問對象,klass的關系圖：

在java中的引用主要有四種：

Strong?reference：

強引用是JAVA中默認采用的一種方式，它會盡可能長時間的存活于 JVM 內，當沒有任何對象指向它時 GC 執(zhí)行后將會被回收。

Soft?reference：

軟引用的對象在GC的時候不會被回收，只有當內存不夠用的時候才會真正的回收，因此軟引用適合緩存的場合，這樣使得緩存中的對象可以盡量的再內存中待長久一點。

軟引用可以和一個引用隊列（ReferenceQueue）聯合使用，如果軟引用所引用的對象被垃圾回收，Java?虛擬機就會把這個軟引用加入到與之關聯的引用隊列中.

Weak?reference：

弱引用有利于對象更快的被回收，在垃圾回收器線程掃描它所管轄的內存區(qū)域的過程中，一旦發(fā)現了只具有弱引用的對象，不管當前內存空間足夠與否，都會回收它的內存。

Phantom?reference：

一個對象僅持有虛引用，那么它就和沒有任何引用一樣。虛引用主要用來跟蹤對象被垃圾回收的活動,當垃 圾回收器準備回收一個對象時，如果發(fā)現它還有虛引用，就會在回收對象的內存之前，把這個虛引用加入到與之關聯的引用隊列中。構造 PhantomReference 時的第二個參數 ReferenceQueue(WeakReference & SoftReference 也可以有這個參數)，PhantomReference 唯一的用處就是跟蹤 referent 何時被 enqueue 到 ReferenceQueue 中.

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可復活

當程序不再有任何引用變量引用Sample對象時，它就進入可復活狀態(tài), 垃圾回收器會準備釋放它占用的內存，在釋放之前，會調用它及其他處于可復活狀態(tài)的對象的finalize()方法。

影子可觸及

已經被斷定不會被任何終結方法復活(終結方法已經被運行過了)，并且影子引用對象觸及。一旦某個被影子引用的對象變成影子可觸及狀態(tài)，垃圾收集器立即把該引用對象加入隊列,由程序明確地清除。

不可觸及

當對象處于不可觸及狀態(tài)時,垃圾回收器才會真正回收它們的內存。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的JVM调优系列：（三）类加载和执行机制的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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