前言

今天帶大家深入理解JVM，從入門(mén)到精通，希望大家能夠喜歡~~~

概念

JVM是可運(yùn)行 Java 代碼的假想計(jì)算機(jī) ，包括一套字節(jié)碼指令集、一組寄存器、一個(gè)棧、一個(gè)垃圾回收，堆 和 一個(gè)存儲(chǔ)方法域。JVM 是運(yùn)行在操作系統(tǒng)之上的，它與硬件沒(méi)有直接的交互。

運(yùn)行過(guò)程：

我們都知道 Java 源文件，通過(guò)編譯器，能夠生產(chǎn)相應(yīng)的.Class 文件，也就是字節(jié)碼文件，而字節(jié)碼文件又通過(guò) Java 虛擬機(jī)中的解釋器，編譯成特定機(jī)器上的機(jī)器碼 。

也就是如下：

① Java 源文件—->編譯器—->字節(jié)碼文件

② 字節(jié)碼文件—->JVM—->機(jī)器碼

每一種平臺(tái)的解釋器是不同的，但是實(shí)現(xiàn)的虛擬機(jī)是相同的，這也就是 Java 為什么能夠跨平臺(tái)的原因了 ，當(dāng)一個(gè)程序從開(kāi)始運(yùn)行，這時(shí)虛擬機(jī)就開(kāi)始實(shí)例化了，多個(gè)程序啟動(dòng)就會(huì)存在多個(gè)虛擬機(jī)實(shí)例。程序退出或者關(guān)閉，則虛擬機(jī)實(shí)例消亡，多個(gè)虛擬機(jī)實(shí)例之間數(shù)據(jù)不能共享。

線程

這里所說(shuō)的線程指程序執(zhí)行過(guò)程中的一個(gè)線程實(shí)體。JVM 允許一個(gè)應(yīng)用并發(fā)執(zhí)行多個(gè)線程。

Hotspot JVM 中的 Java 線程與原生操作系統(tǒng)線程有直接的映射關(guān)系。當(dāng)線程本地存儲(chǔ)、緩沖區(qū)分配、同步對(duì)象、棧、程序計(jì)數(shù)器等準(zhǔn)備好以后，就會(huì)創(chuàng)建一個(gè)操作系統(tǒng)原生線程。

Java 線程結(jié)束，原生線程隨之被回收。操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)調(diào)度所有線程，并把它們分配到任何可用的 CPU 上。當(dāng)原生線程初始化完畢，就會(huì)調(diào)用 Java 線程的 run() 方法。當(dāng)線程結(jié)束時(shí)，會(huì)釋放原生線程和 Java 線程的所有資源。

Hotspot JVM 后臺(tái)運(yùn)行的系統(tǒng)線程主要有下面幾個(gè)：

JVM 內(nèi)存區(qū)域

JVM 內(nèi)存區(qū)域主要分為線程私有區(qū)域【程序計(jì)數(shù)器、虛擬機(jī)棧、本地方法區(qū)】、線程共享區(qū)域【JAVA 堆、方法區(qū)】、直接內(nèi)存。

線程私有數(shù)據(jù)區(qū)域生命周期與線程相同, 依賴(lài)用戶(hù)線程的啟動(dòng)/結(jié)束 而 創(chuàng)建/銷(xiāo)毀(在 HotspotVM 內(nèi), 每個(gè)線程都與操作系統(tǒng)的本地線程直接映射, 因此這部分內(nèi)存區(qū)域的存/否跟隨本地線程的生/死對(duì)應(yīng))

線程共享區(qū)域隨虛擬機(jī)的啟動(dòng)/關(guān)閉而創(chuàng)建/銷(xiāo)毀。

直接內(nèi)存并不是 JVM 運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)的一部分, 但也會(huì)被頻繁的使用: 在 JDK 1.4 引入的 NIO 提供了基于 Channel 與 Buffer 的 IO 方式, 它可以使用 Native 函數(shù)庫(kù)直接分配堆外內(nèi)存, 然后使用DirectByteBuffer 對(duì)象作為這塊內(nèi)存的引用進(jìn)行操作(詳見(jiàn): Java I/O 擴(kuò)展), 這樣就避免了在 Java堆和 Native 堆中來(lái)回復(fù)制數(shù)據(jù), 因此在一些場(chǎng)景中可以顯著提高性能。

程序計(jì)數(shù)器(線程私有)

一塊較小的內(nèi)存空間, 是當(dāng)前線程所執(zhí)行的字節(jié)碼的行號(hào)指示器，每條線程都要有一個(gè)獨(dú)立的程序計(jì)數(shù)器，這類(lèi)內(nèi)存也稱(chēng)為“線程私有”的內(nèi)存。

正在執(zhí)行 java 方法的話，計(jì)數(shù)器記錄的是虛擬機(jī)字節(jié)碼指令的地址（當(dāng)前指令的地址）。如果還是 Native 方法，則為空。

這個(gè)內(nèi)存區(qū)域是唯一一個(gè)在虛擬機(jī)中沒(méi)有規(guī)定任何 OutOfMemoryError 情況的區(qū)域。

虛擬機(jī)棧(線程私有)

是描述java方法執(zhí)行的內(nèi)存模型，每個(gè)方法在執(zhí)行的同時(shí)都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)棧幀（Stack Frame）用于存儲(chǔ)局部變量表、操作數(shù)棧、動(dòng)態(tài)鏈接、方法出口等信息。每一個(gè)方法從調(diào)用直至執(zhí)行完成的過(guò)程，就對(duì)應(yīng)著一個(gè)棧幀在虛擬機(jī)棧中入棧到出棧的過(guò)程。

棧幀（ Frame）是用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和部分過(guò)程結(jié)果的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，同時(shí)也被用來(lái)處理動(dòng)態(tài)鏈接(Dynamic Linking)、 方法返回值和異常分派（ Dispatch Exception）。棧幀隨著方法調(diào)用而創(chuàng)建，隨著方法結(jié)束而銷(xiāo)毀——無(wú)論方法是正常完成還是異常完成（拋出了在方法內(nèi)未被捕獲的異常）都算作方法結(jié)束。

本地方法區(qū)(線程私有)

本地方法區(qū)和 Java Stack 作用類(lèi)似, 區(qū)別是虛擬機(jī)棧為執(zhí)行 Java 方法服務(wù), 而本地方法棧則為Native 方法服務(wù), 如果一個(gè) VM 實(shí)現(xiàn)使用 C-linkage 模型來(lái)支持 Native 調(diào)用, 那么該棧將會(huì)是一個(gè)C 棧，但 HotSpot VM 直接就把本地方法棧和虛擬機(jī)棧合二為一。

堆（Heap-線程共享）-運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)

是被線程共享的一塊內(nèi)存區(qū)域，創(chuàng)建的對(duì)象和數(shù)組都保存在 Java 堆內(nèi)存中，也是垃圾收集器進(jìn)行垃圾收集的最重要的內(nèi)存區(qū)域。由于現(xiàn)代 VM 采用分代收集算法, 因此 Java 堆從 GC 的角度還可以細(xì)分為: 新生代(Eden 區(qū)、From Survivor 區(qū)和 To Survivor 區(qū))和老年代。

方法區(qū)/永久代（線程共享）

即我們常說(shuō)的永久代(Permanent Generation), 用于存儲(chǔ)被 JVM 加載的類(lèi)信息、常量、靜態(tài)變量、即時(shí)編譯器編譯后的代碼等數(shù)據(jù). HotSpot VM把GC分代收集擴(kuò)展至方法區(qū), 即使用Java堆的永久代來(lái)實(shí)現(xiàn)方法區(qū), 這樣 HotSpot 的垃圾收集器就可以像管理 Java 堆一樣管理這部分內(nèi)存,而不必為方法區(qū)開(kāi)發(fā)專(zhuān)門(mén)的內(nèi)存管理器(永久帶的內(nèi)存回收的主要目標(biāo)是針對(duì)常量池的回收和類(lèi)型的卸載, 因此收益一般很小)。

運(yùn)行時(shí)常量池（Runtime Constant Pool）是方法區(qū)的一部分。Class 文件中除了有類(lèi)的版本、字段、方法、接口等描述等信息外，還有一項(xiàng)信息是常量池（Constant Pool Table），用于存放編譯期生成的各種字面量和符號(hào)引用，這部分內(nèi)容將在類(lèi)加載后存放到方法區(qū)的運(yùn)行時(shí)常量池中。 Java 虛擬機(jī)對(duì) Class 文件的每一部分（自然也包括常量池）的格式都有嚴(yán)格的規(guī)定，每一個(gè)字節(jié)用于存儲(chǔ)哪種數(shù)據(jù)都必須符合規(guī)范上的要求，這樣才會(huì)被虛擬機(jī)認(rèn)可、裝載和執(zhí)行。

JVM 運(yùn)行時(shí)內(nèi)存

Java 堆從 GC 的角度還可以細(xì)分為: 新生代(Eden 區(qū)、From Survivor 區(qū)和 To Survivor 區(qū))和老年代。

新生代

是用來(lái)存放新生的對(duì)象。一般占據(jù)堆的 1/3 空間。由于頻繁創(chuàng)建對(duì)象，所以新生代會(huì)頻繁觸發(fā)MinorGC 進(jìn)行垃圾回收。新生代又分為 Eden 區(qū)、ServivorFrom、ServivorTo 三個(gè)區(qū)。

Eden 區(qū)

Java 新對(duì)象的出生地（如果新創(chuàng)建的對(duì)象占用內(nèi)存很大，則直接分配到老年代）。當(dāng) Eden 區(qū)內(nèi)存不夠的時(shí)候就會(huì)觸發(fā) MinorGC，對(duì)新生代區(qū)進(jìn)行一次垃圾回收。

ServivorFrom

上一次 GC 的幸存者，作為這一次 GC 的被掃描者。

ServivorTo

保留了一次 MinorGC 過(guò)程中的幸存者。

MinorGC 的過(guò)程（復(fù)制->清空->互換）

MinorGC 采用復(fù)制算法

1：eden、servicorFrom 復(fù)制到 ServicorTo，年齡+1

首先，把 Eden 和 ServivorFrom 區(qū)域中存活的對(duì)象復(fù)制到 ServicorTo 區(qū)域（如果有對(duì)象的年齡以及達(dá)到了老年的標(biāo)準(zhǔn)，則賦值到老年代區(qū)），同時(shí)把這些對(duì)象的年齡+1（如果 ServicorTo 不夠位置了就放到老年區(qū)）；

2：清空 eden、servicorFrom

然后，清空 Eden 和 ServicorFrom 中的對(duì)象；

3：ServicorTo 和 ServicorFrom 互換

最后，ServicorTo 和 ServicorFrom 互換，原 ServicorTo 成為下一次 GC 時(shí)的 ServicorFrom區(qū)。

老年代

主要存放應(yīng)用程序中生命周期長(zhǎng)的內(nèi)存對(duì)象。

老年代的對(duì)象比較穩(wěn)定，所以 MajorGC 不會(huì)頻繁執(zhí)行。在進(jìn)行 MajorGC 前一般都先進(jìn)行了一次 MinorGC，使得有新生代的對(duì)象晉身入老年代，導(dǎo)致空間不夠用時(shí)才觸發(fā)。當(dāng)無(wú)法找到足夠大的連續(xù)空間分配給新創(chuàng)建的較大對(duì)象時(shí)也會(huì)提前觸發(fā)一次 MajorGC 進(jìn)行垃圾回收騰出空間。

MajorGC 采用標(biāo)記清除算法：首先掃描一次所有老年代，標(biāo)記出存活的對(duì)象，然后回收沒(méi)有標(biāo)記的對(duì)象。MajorGC 的耗時(shí)比較長(zhǎng)，因?yàn)橐獟呙柙倩厥铡ajorGC 會(huì)產(chǎn)生內(nèi)存碎片，為了減少內(nèi)存損耗，我們一般需要進(jìn)行合并或者標(biāo)記出來(lái)方便下次直接分配。當(dāng)老年代也滿了裝不下的時(shí)候，就會(huì)拋出 OOM（Out of Memory）異常。

永久代

指內(nèi)存的永久保存區(qū)域，主要存放 Class 和 Meta（元數(shù)據(jù)）的信息,Class 在被加載的時(shí)候被放入永久區(qū)域，它和和存放實(shí)例的區(qū)域不同,GC 不會(huì)在主程序運(yùn)行期對(duì)永久區(qū)域進(jìn)行清理。所以這也導(dǎo)致了永久代的區(qū)域會(huì)隨著加載的 Class 的增多而脹滿，最終拋出 OOM 異常。

JAVA8 與元數(shù)據(jù)

在 Java8 中，永久代已經(jīng)被移除，被一個(gè)稱(chēng)為“元數(shù)據(jù)區(qū)”（元空間）的區(qū)域所取代。元空間的本質(zhì)和永久代類(lèi)似，元空間與永久代之間最大的區(qū)別在于：元空間并不在虛擬機(jī)中，而是使用本地內(nèi)存。因此，默認(rèn)情況下，元空間的大小僅受本地內(nèi)存限制。類(lèi)的元數(shù)據(jù)放入 nativememory, 字符串池和類(lèi)的靜態(tài)變量放入 java 堆中，這樣可以加載多少類(lèi)的元數(shù)據(jù)就不再由MaxPermSize 控制, 而由系統(tǒng)的實(shí)際可用空間來(lái)控制。

垃圾回收與算法

如何確定垃圾

引用計(jì)數(shù)法

在 Java 中，引用和對(duì)象是有關(guān)聯(lián)的。如果要操作對(duì)象則必須用引用進(jìn)行。因此，很顯然一個(gè)簡(jiǎn)單的辦法是通過(guò)引用計(jì)數(shù)來(lái)判斷一個(gè)對(duì)象是否可以回收。簡(jiǎn)單說(shuō)，即一個(gè)對(duì)象如果沒(méi)有任何與之關(guān)聯(lián)的引用，即他們的引用計(jì)數(shù)都不為 0，則說(shuō)明對(duì)象不太可能再被用到，那么這個(gè)對(duì)象就是可回收對(duì)象。

可達(dá)性分析

為了解決引用計(jì)數(shù)法的循環(huán)引用問(wèn)題，Java 使用了可達(dá)性分析的方法。通過(guò)一系列的“GC roots”對(duì)象作為起點(diǎn)搜索。如果在“GC roots”和一個(gè)對(duì)象之間沒(méi)有可達(dá)路徑，則稱(chēng)該對(duì)象是不可達(dá)的。

要注意的是，不可達(dá)對(duì)象不等價(jià)于可回收對(duì)象，不可達(dá)對(duì)象變?yōu)榭苫厥諏?duì)象至少要經(jīng)過(guò)兩次標(biāo)記過(guò)程。兩次標(biāo)記后仍然是可回收對(duì)象，則將面臨回收。

標(biāo)記清除算法（Mark-Sweep）

最基礎(chǔ)的垃圾回收算法，分為兩個(gè)階段，標(biāo)注和清除。標(biāo)記階段標(biāo)記出所有需要回收的對(duì)象，清除階段回收被標(biāo)記的對(duì)象所占用的空間。如圖

從圖中我們就可以發(fā)現(xiàn)，該算法最大的問(wèn)題是內(nèi)存碎片化嚴(yán)重，后續(xù)可能發(fā)生大對(duì)象不能找到可利用空間的問(wèn)題。

復(fù)制算法（copying）

為了解決 Mark-Sweep 算法內(nèi)存碎片化的缺陷而被提出的算法。按內(nèi)存容量將內(nèi)存劃分為等大小的兩塊。每次只使用其中一塊，當(dāng)這一塊內(nèi)存滿后將尚存活的對(duì)象復(fù)制到另一塊上去，把已使用的內(nèi)存清掉，如圖：

這種算法雖然實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，內(nèi)存效率高，不易產(chǎn)生碎片，但是最大的問(wèn)題是可用內(nèi)存被壓縮到了原本的一半。且存活對(duì)象增多的話，Copying 算法的效率會(huì)大大降低。

標(biāo)記整理算法(Mark-Compact)

結(jié)合了以上兩個(gè)算法，為了避免缺陷而提出。標(biāo)記階段和 Mark-Sweep 算法相同，標(biāo)記后不是清理對(duì)象，而是將存活對(duì)象移向內(nèi)存的一端。然后清除端邊界外的對(duì)象。如圖：

分代收集算法

分代收集法是目前大部分 JVM 所采用的方法，其核心思想是根據(jù)對(duì)象存活的不同生命周期將內(nèi)存劃分為不同的域，一般情況下將 GC 堆劃分為老生代(Tenured/Old Generation)和新生代(YoungGeneration)。老生代的特點(diǎn)是每次垃圾回收時(shí)只有少量對(duì)象需要被回收，新生代的特點(diǎn)是每次垃圾回收時(shí)都有大量垃圾需要被回收，因此可以根據(jù)不同區(qū)域選擇不同的算法。

新生代與復(fù)制算法

目前大部分 JVM 的 GC 對(duì)于新生代都采取 Copying 算法，因?yàn)樾律忻看卫厥斩家厥沾蟛糠謱?duì)象，即要復(fù)制的操作比較少，但通常并不是按照 1：1 來(lái)劃分新生代。一般將新生代劃分為一塊較大的 Eden 空間和兩個(gè)較小的 Survivor 空間(From Space, To Space)，每次使用Eden 空間和其中的一塊 Survivor 空間，當(dāng)進(jìn)行回收時(shí)，將該兩塊空間中還存活的對(duì)象復(fù)制到另一塊 Survivor 空間中。

老年代與標(biāo)記復(fù)制算法

而老年代因?yàn)槊看沃换厥丈倭繉?duì)象，因而采用 Mark-Compact 算法。

1. JAVA 虛擬機(jī)提到過(guò)的處于方法區(qū)的永生代(Permanet Generation)，它用來(lái)存儲(chǔ) class 類(lèi)，常量，方法描述等。對(duì)永生代的回收主要包括廢棄常量和無(wú)用的類(lèi)。

2. 對(duì)象的內(nèi)存分配主要在新生代的 Eden Space 和 Survivor Space 的 From Space(Survivor 目前存放對(duì)象的那一塊)，少數(shù)情況會(huì)直接分配到老生代。

3. 當(dāng)新生代的 Eden Space 和 From Space 空間不足時(shí)就會(huì)發(fā)生一次 GC，進(jìn)行 GC 后，EdenSpace 和 From Space 區(qū)的存活對(duì)象會(huì)被挪到 To Space，然后將 Eden Space 和 FromSpace 進(jìn)行清理。

4. 如果 To Space 無(wú)法足夠存儲(chǔ)某個(gè)對(duì)象，則將這個(gè)對(duì)象存儲(chǔ)到老生代。

5. 在進(jìn)行 GC 后，使用的便是 Eden Space 和 To Space 了，如此反復(fù)循環(huán)。

6. 當(dāng)對(duì)象在 Survivor 區(qū)躲過(guò)一次 GC 后，其年齡就會(huì)+1。默認(rèn)情況下年齡到達(dá) 15 的對(duì)象會(huì)被移到老生代中。

JAVA 四種引用類(lèi)型

強(qiáng)引用

在 Java 中最常見(jiàn)的就是強(qiáng)引用，把一個(gè)對(duì)象賦給一個(gè)引用變量，這個(gè)引用變量就是一個(gè)強(qiáng)引用。當(dāng)一個(gè)對(duì)象被強(qiáng)引用變量引用時(shí)，它處于可達(dá)狀態(tài)，它是不可能被垃圾回收機(jī)制回收的，即使該對(duì)象以后永遠(yuǎn)都不會(huì)被用到 JVM 也不會(huì)回收。因此強(qiáng)引用是造成 Java 內(nèi)存泄漏的主要原因之一。

軟引用

軟引用需要用 SoftReference 類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)于只有軟引用的對(duì)象來(lái)說(shuō)，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)存足夠時(shí)它不會(huì)被回收，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)存空間不足時(shí)它會(huì)被回收。軟引用通常用在對(duì)內(nèi)存敏感的程序中。

弱引用

弱引用需要用 WeakReference 類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)，它比軟引用的生存期更短，對(duì)于只有弱引用的對(duì)象來(lái)說(shuō)，只要垃圾回收機(jī)制一運(yùn)行，不管 JVM 的內(nèi)存空間是否足夠，總會(huì)回收該對(duì)象占用的內(nèi)存。

虛引用

虛引用需要 PhantomReference 類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)，它不能單獨(dú)使用，必須和引用隊(duì)列聯(lián)合使用。虛引用的主要作用是跟蹤對(duì)象被垃圾回收的狀態(tài)。

GC 分代收集算法 VS 分區(qū)收集算法

分代收集算法

當(dāng)前主流 VM 垃圾收集都采用”分代收集”(Generational Collection)算法, 這種算法會(huì)根據(jù)對(duì)象存活周期的不同將內(nèi)存劃分為幾塊, 如 JVM 中的 新生代、老年代、永久代，這樣就可以根據(jù)各年代特點(diǎn)分別采用最適當(dāng)?shù)?GC 算法

在新生代-復(fù)制算法

每次垃圾收集都能發(fā)現(xiàn)大批對(duì)象已死, 只有少量存活. 因此選用復(fù)制算法, 只需要付出少量存活對(duì)象的復(fù)制成本就可以完成收集.

在老年代-標(biāo)記整理算法

因?yàn)閷?duì)象存活率高、沒(méi)有額外空間對(duì)它進(jìn)行分配擔(dān)保, 就必須采用“標(biāo)記—清理”或“標(biāo)記—整理”算法來(lái)進(jìn)行回收, 不必進(jìn)行內(nèi)存復(fù)制, 且直接騰出空閑內(nèi)存.

分區(qū)收集算法

分區(qū)算法則將整個(gè)堆空間劃分為連續(xù)的不同小區(qū)間, 每個(gè)小區(qū)間獨(dú)立使用, 獨(dú)立回收. 這樣做的好處是可以控制一次回收多少個(gè)小區(qū)間 , 根據(jù)目標(biāo)停頓時(shí)間, 每次合理地回收若干個(gè)小區(qū)間(而不是整個(gè)堆), 從而減少一次 GC 所產(chǎn)生的停頓。

GC 垃圾收集器

Java 堆內(nèi)存被劃分為新生代和年老代兩部分，新生代主要使用復(fù)制和標(biāo)記-清除垃圾回收算法；

年老代主要使用標(biāo)記-整理垃圾回收算法，因此 java 虛擬中針對(duì)新生代和年老代分別提供了多種不同的垃圾收集器，JDK1.6 中 Sun HotSpot 虛擬機(jī)的垃圾收集器如下：

Serial 垃圾收集器（單線程、復(fù)制算法）

Serial（英文連續(xù)）是最基本垃圾收集器，使用復(fù)制算法，曾經(jīng)是JDK1.3.1 之前新生代唯一的垃圾收集器。Serial 是一個(gè)單線程的收集器，它不但只會(huì)使用一個(gè) CPU 或一條線程去完成垃圾收集工作，并且在進(jìn)行垃圾收集的同時(shí)，必須暫停其他所有的工作線程，直到垃圾收集結(jié)束。

Serial 垃圾收集器雖然在收集垃圾過(guò)程中需要暫停所有其他的工作線程，但是它簡(jiǎn)單高效，對(duì)于限定單個(gè) CPU 環(huán)境來(lái)說(shuō)，沒(méi)有線程交互的開(kāi)銷(xiāo)，可以獲得最高的單線程垃圾收集效率，因此 Serial垃圾收集器依然是 java 虛擬機(jī)運(yùn)行在 Client 模式下默認(rèn)的新生代垃圾收集器。

ParNew 垃圾收集器（Serial+多線程）

ParNew 垃圾收集器其實(shí)是 Serial 收集器的多線程版本，也使用復(fù)制算法，除了使用多線程進(jìn)行垃圾收集之外，其余的行為和 Serial 收集器完全一樣，ParNew 垃圾收集器在垃圾收集過(guò)程中同樣也要暫停所有其他的工作線程。

ParNew 收集器默認(rèn)開(kāi)啟和 CPU 數(shù)目相同的線程數(shù)，可以通過(guò)-XX:ParallelGCThreads 參數(shù)來(lái)限制垃圾收集器的線程數(shù)。【Parallel：平行的】

ParNew雖然是除了多線程外和Serial 收集器幾乎完全一樣，但是ParNew垃圾收集器是很多 java虛擬機(jī)運(yùn)行在 Server 模式下新生代的默認(rèn)垃圾收集器。

Parallel Scavenge 收集器（多線程復(fù)制算法、高效）

Parallel Scavenge 收集器也是一個(gè)新生代垃圾收集器，同樣使用復(fù)制算法，也是一個(gè)多線程的垃圾收集器，它重點(diǎn)關(guān)注的是程序達(dá)到一個(gè)可控制的吞吐量（Thoughput，CPU 用于運(yùn)行用戶(hù)代碼的時(shí)間/CPU 總消耗時(shí)間，即吞吐量=運(yùn)行用戶(hù)代碼時(shí)間/(運(yùn)行用戶(hù)代碼時(shí)間+垃圾收集時(shí)間)），高吞吐量可以最高效率地利用 CPU 時(shí)間，盡快地完成程序的運(yùn)算任務(wù)，主要適用于在后臺(tái)運(yùn)算而不需要太多交互的任務(wù)。自適應(yīng)調(diào)節(jié)策略也是 ParallelScavenge 收集器與 ParNew 收集器的一個(gè)重要區(qū)別。

Serial Old 收集器（單線程標(biāo)記整理算法 ）

Serial Old 是 Serial 垃圾收集器年老代版本，它同樣是個(gè)單線程的收集器，使用標(biāo)記-整理算法，這個(gè)收集器也主要是運(yùn)行在 Client 默認(rèn)的 java 虛擬機(jī)默認(rèn)的年老代垃圾收集器。

在 Server 模式下，主要有兩個(gè)用途：

1. 在 JDK1.5 之前版本中與新生代的 Parallel Scavenge 收集器搭配使用。

2. 作為年老代中使用 CMS 收集器的后備垃圾收集方案。

新生代 Serial 與年老代 Serial Old 搭配垃圾收集過(guò)程圖：

新生代 Parallel Scavenge 收集器與 ParNew 收集器工作原理類(lèi)似，都是多線程的收集器，都使用的是復(fù)制算法，在垃圾收集過(guò)程中都需要暫停所有的工作線程。新生代 ParallelScavenge/ParNew 與年老代 Serial Old 搭配垃圾收集過(guò)程圖：

Parallel Old 收集器（多線程標(biāo)記整理算法）

Parallel Old 收集器是Parallel Scavenge的年老代版本，使用多線程的標(biāo)記-整理算法，在 JDK1.6才開(kāi)始提供。

在 JDK1.6 之前，新生代使用 ParallelScavenge 收集器只能搭配年老代的 Serial Old 收集器，只能保證新生代的吞吐量?jī)?yōu)先，無(wú)法保證整體的吞吐量，Parallel Old 正是為了在年老代同樣提供吞吐量?jī)?yōu)先的垃圾收集器，如果系統(tǒng)對(duì)吞吐量要求比較高，可以?xún)?yōu)先考慮新生代 Parallel Scavenge和年老代 Parallel Old 收集器的搭配策略。

新生代 Parallel Scavenge 和年老代 Parallel Old 收集器搭配運(yùn)行過(guò)程圖：

CMS 收集器（多線程標(biāo)記清除算法）

Concurrent mark sweep(CMS)收集器是一種年老代垃圾收集器，其最主要目標(biāo)是獲取最短垃圾回收停頓時(shí)間，和其他年老代使用標(biāo)記-整理算法不同，它使用多線程的標(biāo)記-清除算法。

最短的垃圾收集停頓時(shí)間可以為交互比較高的程序提高用戶(hù)體驗(yàn)。

CMS 工作機(jī)制相比其他的垃圾收集器來(lái)說(shuō)更復(fù)雜，整個(gè)過(guò)程分為以下 4 個(gè)階段：

初始標(biāo)記

只是標(biāo)記一下 GC Roots 能直接關(guān)聯(lián)的對(duì)象，速度很快，仍然需要暫停所有的工作線程。

并發(fā)標(biāo)記

進(jìn)行 GC Roots 跟蹤的過(guò)程，和用戶(hù)線程一起工作，不需要暫停工作線程。

重新標(biāo)記

為了修正在并發(fā)標(biāo)記期間，因用戶(hù)程序繼續(xù)運(yùn)行而導(dǎo)致標(biāo)記產(chǎn)生變動(dòng)的那一部分對(duì)象的標(biāo)記

記錄，仍然需要暫停所有的工作線程。

并發(fā)清除

清除 GC Roots 不可達(dá)對(duì)象，和用戶(hù)線程一起工作，不需要暫停工作線程。由于耗時(shí)最長(zhǎng)的并發(fā)標(biāo)記和并發(fā)清除過(guò)程中，垃圾收集線程可以和用戶(hù)現(xiàn)在一起并發(fā)工作，所以總體上來(lái)看CMS 收集器的內(nèi)存回收和用戶(hù)線程是一起并發(fā)地執(zhí)行。

CMS 收集器工作過(guò)程：

G1 收集器

Garbage first 垃圾收集器是目前垃圾收集器理論發(fā)展的最前沿成果，相比與 CMS 收集器，G1 收集器兩個(gè)最突出的改進(jìn)是：

1. 基于標(biāo)記-整理算法，不產(chǎn)生內(nèi)存碎片。

2. 可以非常精確控制停頓時(shí)間，在不犧牲吞吐量前提下，實(shí)現(xiàn)低停頓垃圾回收。

G1 收集器避免全區(qū)域垃圾收集，它把堆內(nèi)存劃分為大小固定的幾個(gè)獨(dú)立區(qū)域，并且跟蹤這些區(qū)域的垃圾收集進(jìn)度，同時(shí)在后臺(tái)維護(hù)一個(gè)優(yōu)先級(jí)列表，每次根據(jù)所允許的收集時(shí)間，優(yōu)先回收垃圾最多的區(qū)域。區(qū)域劃分和優(yōu)先級(jí)區(qū)域回收機(jī)制，確保 G1 收集器可以在有限時(shí)間獲得最高的垃圾收集效率。

JAVA IO/NIO

阻塞 IO 模型

最傳統(tǒng)的一種 IO 模型，即在讀寫(xiě)數(shù)據(jù)過(guò)程中會(huì)發(fā)生阻塞現(xiàn)象。當(dāng)用戶(hù)線程發(fā)出 IO 請(qǐng)求之后，內(nèi)核會(huì)去查看數(shù)據(jù)是否就緒，如果沒(méi)有就緒就會(huì)等待數(shù)據(jù)就緒，而用戶(hù)線程就會(huì)處于阻塞狀態(tài)，用戶(hù)線程交出 CPU。當(dāng)數(shù)據(jù)就緒之后，內(nèi)核會(huì)將數(shù)據(jù)拷貝到用戶(hù)線程，并返回結(jié)果給用戶(hù)線程，用戶(hù)線程才解除 block 狀態(tài)。典型的阻塞 IO 模型的例子為：data = socket.read();如果數(shù)據(jù)沒(méi)有就緒，就會(huì)一直阻塞在 read 方法。

非阻塞 IO 模型

當(dāng)用戶(hù)線程發(fā)起一個(gè) read 操作后，并不需要等待，而是馬上就得到了一個(gè)結(jié)果。如果結(jié)果是一個(gè)error 時(shí)，它就知道數(shù)據(jù)還沒(méi)有準(zhǔn)備好，于是它可以再次發(fā)送 read 操作。一旦內(nèi)核中的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好了，并且又再次收到了用戶(hù)線程的請(qǐng)求，那么它馬上就將數(shù)據(jù)拷貝到了用戶(hù)線程，然后返回。

所以事實(shí)上，在非阻塞 IO 模型中，用戶(hù)線程需要不斷地詢(xún)問(wèn)內(nèi)核數(shù)據(jù)是否就緒，也就說(shuō)非阻塞 IO不會(huì)交出 CPU，而會(huì)一直占用 CPU。典型的非阻塞 IO 模型一般如下：

while(true){
data = socket.read();
if(data!= error){
處理數(shù)據(jù)
break;
}
}

但是對(duì)于非阻塞 IO 就有一個(gè)非常嚴(yán)重的問(wèn)題，在 while 循環(huán)中需要不斷地去詢(xún)問(wèn)內(nèi)核數(shù)據(jù)是否就緒，這樣會(huì)導(dǎo)致 CPU 占用率非常高，因此一般情況下很少使用 while 循環(huán)這種方式來(lái)讀取數(shù)據(jù)。

多路復(fù)用 IO 模型

多路復(fù)用 IO 模型是目前使用得比較多的模型。Java NIO 實(shí)際上就是多路復(fù)用 IO。在多路復(fù)用 IO模型中，會(huì)有一個(gè)線程不斷去輪詢(xún)多個(gè) socket 的狀態(tài)，只有當(dāng) socket 真正有讀寫(xiě)事件時(shí)，才真正調(diào)用實(shí)際的 IO 讀寫(xiě)操作。因?yàn)樵诙嗦窂?fù)用 IO 模型中，只需要使用一個(gè)線程就可以管理多個(gè)socket，系統(tǒng)不需要建立新的進(jìn)程或者線程，也不必維護(hù)這些線程和進(jìn)程，并且只有在真正有socket 讀寫(xiě)事件進(jìn)行時(shí)，才會(huì)使用 IO 資源，所以它大大減少了資源占用。在 Java NIO 中，是通過(guò) selector.select()去查詢(xún)每個(gè)通道是否有到達(dá)事件，如果沒(méi)有事件，則一直阻塞在那里，因此這種方式會(huì)導(dǎo)致用戶(hù)線程的阻塞。多路復(fù)用 IO 模式，通過(guò)一個(gè)線程就可以管理多個(gè) socket，只有當(dāng)socket 真正有讀寫(xiě)事件發(fā)生才會(huì)占用資源來(lái)進(jìn)行實(shí)際的讀寫(xiě)操作。因此，多路復(fù)用 IO 比較適合連接數(shù)比較多的情況。

另外多路復(fù)用 IO 為何比非阻塞 IO 模型的效率高是因?yàn)樵诜亲枞?IO 中，不斷地詢(xún)問(wèn) socket 狀態(tài)時(shí)通過(guò)用戶(hù)線程去進(jìn)行的，而在多路復(fù)用 IO 中，輪詢(xún)每個(gè) socket 狀態(tài)是內(nèi)核在進(jìn)行的，這個(gè)效率要比用戶(hù)線程要高的多。

不過(guò)要注意的是，多路復(fù)用 IO 模型是通過(guò)輪詢(xún)的方式來(lái)檢測(cè)是否有事件到達(dá)，并且對(duì)到達(dá)的事件逐一進(jìn)行響應(yīng)。因此對(duì)于多路復(fù)用 IO 模型來(lái)說(shuō)，一旦事件響應(yīng)體很大，那么就會(huì)導(dǎo)致后續(xù)的事件遲遲得不到處理，并且會(huì)影響新的事件輪詢(xún)。

信號(hào)驅(qū)動(dòng) IO 模型

在信號(hào)驅(qū)動(dòng) IO 模型中，當(dāng)用戶(hù)線程發(fā)起一個(gè) IO 請(qǐng)求操作，會(huì)給對(duì)應(yīng)的 socket 注冊(cè)一個(gè)信號(hào)函數(shù)，然后用戶(hù)線程會(huì)繼續(xù)執(zhí)行，當(dāng)內(nèi)核數(shù)據(jù)就緒時(shí)會(huì)發(fā)送一個(gè)信號(hào)給用戶(hù)線程，用戶(hù)線程接收到信號(hào)之后，便在信號(hào)函數(shù)中調(diào)用 IO 讀寫(xiě)操作來(lái)進(jìn)行實(shí)際的 IO 請(qǐng)求操作。

異步 IO 模型

異步 IO 模型才是最理想的 IO 模型，在異步 IO 模型中，當(dāng)用戶(hù)線程發(fā)起 read 操作之后，立刻就可以開(kāi)始去做其它的事。而另一方面，從內(nèi)核的角度，當(dāng)它受到一個(gè) asynchronous read 之后，它會(huì)立刻返回，說(shuō)明 read 請(qǐng)求已經(jīng)成功發(fā)起了，因此不會(huì)對(duì)用戶(hù)線程產(chǎn)生任何 block。然后，內(nèi)核會(huì)等待數(shù)據(jù)準(zhǔn)備完成，然后將數(shù)據(jù)拷貝到用戶(hù)線程，當(dāng)這一切都完成之后，內(nèi)核會(huì)給用戶(hù)線程發(fā)送一個(gè)信號(hào)，告訴它 read 操作完成了。也就說(shuō)用戶(hù)線程完全不需要實(shí)際的整個(gè) IO 操作是如何進(jìn)行的，只需要先發(fā)起一個(gè)請(qǐng)求，當(dāng)接收內(nèi)核返回的成功信號(hào)時(shí)表示 IO 操作已經(jīng)完成，可以直接去使用數(shù)據(jù)了。

也就說(shuō)在異步 IO 模型中，IO 操作的兩個(gè)階段都不會(huì)阻塞用戶(hù)線程，這兩個(gè)階段都是由內(nèi)核自動(dòng)完成，然后發(fā)送一個(gè)信號(hào)告知用戶(hù)線程操作已完成。用戶(hù)線程中不需要再次調(diào)用 IO 函數(shù)進(jìn)行具體的讀寫(xiě)。這點(diǎn)是和信號(hào)驅(qū)動(dòng)模型有所不同的，在信號(hào)驅(qū)動(dòng)模型中，當(dāng)用戶(hù)線程接收到信號(hào)表示數(shù)據(jù)已經(jīng)就緒，然后需要用戶(hù)線程調(diào)用 IO 函數(shù)進(jìn)行實(shí)際的讀寫(xiě)操作；而在異步 IO 模型中，收到信號(hào)表示 IO 操作已經(jīng)完成，不需要再在用戶(hù)線程中調(diào)用 IO 函數(shù)進(jìn)行實(shí)際的讀寫(xiě)操作。

JAVA IO 包

JAVA NIO

NIO 主要有三大核心部分：Channel(通道)，Buffer(緩沖區(qū)), Selector。傳統(tǒng) IO 基于字節(jié)流和字符流進(jìn)行操作，而 NIO 基于 Channel 和 Buffer(緩沖區(qū))進(jìn)行操作，數(shù)據(jù)總是從通道讀取到緩沖區(qū)中，或者從緩沖區(qū)寫(xiě)入到通道中。Selector(選擇區(qū))用于監(jiān)聽(tīng)多個(gè)通道的事件（比如：連接打開(kāi)，數(shù)據(jù)到達(dá)）。因此，單個(gè)線程可以監(jiān)聽(tīng)多個(gè)數(shù)據(jù)通道。

NIO 和傳統(tǒng) IO 之間第一個(gè)最大的區(qū)別是，IO 是面向流的，NIO 是面向緩沖區(qū)的。

NIO 的緩沖區(qū)

Java IO 面向流意味著每次從流中讀一個(gè)或多個(gè)字節(jié)，直至讀取所有字節(jié)，它們沒(méi)有被緩存在任何地方。此外，它不能前后移動(dòng)流中的數(shù)據(jù)。如果需要前后移動(dòng)從流中讀取的數(shù)據(jù)，需要先將它緩存到一個(gè)緩沖區(qū)。NIO 的緩沖導(dǎo)向方法不同。數(shù)據(jù)讀取到一個(gè)它稍后處理的緩沖區(qū)，需要時(shí)可在緩沖區(qū)中前后移動(dòng)。這就增加了處理過(guò)程中的靈活性。但是，還需要檢查是否該緩沖區(qū)中包含所有您需要處理的數(shù)據(jù)。而且，需確保當(dāng)更多的數(shù)據(jù)讀入緩沖區(qū)時(shí)，不要覆蓋緩沖區(qū)里尚未處理的數(shù)據(jù)。

NIO 的非阻塞

IO 的各種流是阻塞的。這意味著，當(dāng)一個(gè)線程調(diào)用 read() 或 write()時(shí)，該線程被阻塞，直到有一些數(shù)據(jù)被讀取，或數(shù)據(jù)完全寫(xiě)入。該線程在此期間不能再干任何事情了。 NIO 的非阻塞模式，使一個(gè)線程從某通道發(fā)送請(qǐng)求讀取數(shù)據(jù)，但是它僅能得到目前可用的數(shù)據(jù)，如果目前沒(méi)有數(shù)據(jù)可用時(shí)，就什么都不會(huì)獲取。而不是保持線程阻塞，所以直至數(shù)據(jù)變的可以讀取之前，該線程可以繼續(xù)做其他的事情。 非阻塞寫(xiě)也是如此。一個(gè)線程請(qǐng)求寫(xiě)入一些數(shù)據(jù)到某通道，但不需要等待它完全寫(xiě)入，這個(gè)線程同時(shí)可以去做別的事情。 線程通常將非阻塞 IO 的空閑時(shí)間用于在其它通道上執(zhí)行 IO 操作，所以一個(gè)單獨(dú)的線程現(xiàn)在可以管理多個(gè)輸入和輸出通道（channel）。

Channel

首先說(shuō)一下 Channel，國(guó)內(nèi)大多翻譯成“通道”。Channel 和 IO 中的 Stream(流)是差不多一個(gè)等級(jí)的。只不過(guò) Stream 是單向的，譬如：InputStream, OutputStream，而 Channel 是雙向的，既可以用來(lái)進(jìn)行讀操作，又可以用來(lái)進(jìn)行寫(xiě)操作。

NIO 中的 Channel 的主要實(shí)現(xiàn)有：

1. FileChannel

2. DatagramChannel

3. SocketChannel

4. ServerSocketChannel

這里看名字就可以猜出個(gè)所以然來(lái)：分別可以對(duì)應(yīng)文件 IO、UDP 和 TCP（Server 和 Client）。

下面演示的案例基本上就是圍繞這 4 個(gè)類(lèi)型的 Channel 進(jìn)行陳述的。

Buffer

Buffer，故名思意，緩沖區(qū)，實(shí)際上是一個(gè)容器，是一個(gè)連續(xù)數(shù)組。Channel 提供從文件、網(wǎng)絡(luò)讀取數(shù)據(jù)的渠道，但是讀取或?qū)懭氲臄?shù)據(jù)都必須經(jīng)由 Buffer。

上面的圖描述了從一個(gè)客戶(hù)端向服務(wù)端發(fā)送數(shù)據(jù)，然后服務(wù)端接收數(shù)據(jù)的過(guò)程。客戶(hù)端發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，必須先將數(shù)據(jù)存入 Buffer 中，然后將 Buffer 中的內(nèi)容寫(xiě)入通道。服務(wù)端這邊接收數(shù)據(jù)必須通過(guò) Channel 將數(shù)據(jù)讀入到 Buffer 中，然后再?gòu)?Buffer 中取出數(shù)據(jù)來(lái)處理。

在 NIO 中，Buffer 是一個(gè)頂層父類(lèi)，它是一個(gè)抽象類(lèi)，常用的 Buffer 的子類(lèi)有：ByteBuffer、IntBuffer、 CharBuffer、 LongBuffer、 DoubleBuffer、FloatBuffer、ShortBuffer

Selector

Selector 類(lèi)是 NIO 的核心類(lèi)，Selector 能夠檢測(cè)多個(gè)注冊(cè)的通道上是否有事件發(fā)生，如果有事件發(fā)生，便獲取事件然后針對(duì)每個(gè)事件進(jìn)行相應(yīng)的響應(yīng)處理。這樣一來(lái)，只是用一個(gè)單線程就可以管理多個(gè)通道，也就是管理多個(gè)連接。這樣使得只有在連接真正有讀寫(xiě)事件發(fā)生時(shí)，才會(huì)調(diào)用函數(shù)來(lái)進(jìn)行讀寫(xiě)，就大大地減少了系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)，并且不必為每個(gè)連接都創(chuàng)建一個(gè)線程，不用去維護(hù)多個(gè)線程，并且避免了多線程之間的上下文切換導(dǎo)致的開(kāi)銷(xiāo)。

JVM 類(lèi)加載機(jī)制

JVM 類(lèi)加載機(jī)制分為五個(gè)部分：加載，驗(yàn)證，準(zhǔn)備，解析，初始化，下面我們就分別來(lái)看一下這五個(gè)過(guò)程。

加載

加載是類(lèi)加載過(guò)程中的一個(gè)階段，這個(gè)階段會(huì)在內(nèi)存中生成一個(gè)代表這個(gè)類(lèi)的 java.lang.Class 對(duì)象，作為方法區(qū)這個(gè)類(lèi)的各種數(shù)據(jù)的入口。注意這里不一定非得要從一個(gè) Class 文件獲取，這里既可以從 ZIP 包中讀取（比如從 jar 包和 war 包中讀取），也可以在運(yùn)行時(shí)計(jì)算生成（動(dòng)態(tài)代理），也可以由其它文件生成（比如將 JSP 文件轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的 Class 類(lèi)）。

驗(yàn)證

這一階段的主要目的是為了確保 Class 文件的字節(jié)流中包含的信息是否符合當(dāng)前虛擬機(jī)的要求，并且不會(huì)危害虛擬機(jī)自身的安全。

準(zhǔn)備

準(zhǔn)備階段是正式為類(lèi)變量分配內(nèi)存并設(shè)置類(lèi)變量的初始值階段，即在方法區(qū)中分配這些變量所使用的內(nèi)存空間。注意這里所說(shuō)的初始值概念，比如一個(gè)類(lèi)變量定義為：

public static int v = 8080;

實(shí)際上變量 v 在準(zhǔn)備階段過(guò)后的初始值為 0 而不是 8080，將 v 賦值為 8080 的 put static 指令是程序被編譯后，存放于類(lèi)構(gòu)造器<client>方法之中。

但是注意如果聲明為：

public static final int v = 8080;

在編譯階段會(huì)為 v 生成 ConstantValue 屬性，在準(zhǔn)備階段虛擬機(jī)會(huì)根據(jù) ConstantValue 屬性將 v賦值為 8080。

解析

解析階段是指虛擬機(jī)將常量池中的符號(hào)引用替換為直接引用的過(guò)程。符號(hào)引用就是 class 文件中的：

1. CONSTANT_Class_info

2. CONSTANT_Field_info

3. CONSTANT_Method_info

等類(lèi)型的常量。

符號(hào)引用

? 符號(hào)引用與虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)的布局無(wú)關(guān)，引用的目標(biāo)并不一定要已經(jīng)加載到內(nèi)存中。各種虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)的內(nèi)存布局可以各不相同，但是它們能接受的符號(hào)引用必須是一致的，因?yàn)榉?hào)引用的字面量形式明確定義在 Java 虛擬機(jī)規(guī)范的 Class 文件格式中。

直接引用

? 直接引用可以是指向目標(biāo)的指針，相對(duì)偏移量或是一個(gè)能間接定位到目標(biāo)的句柄。如果有了直接引用，那引用的目標(biāo)必定已經(jīng)在內(nèi)存中存在。

初始化

初始化階段是類(lèi)加載最后一個(gè)階段，前面的類(lèi)加載階段之后，除了在加載階段可以自定義類(lèi)加載器以外，其它操作都由 JVM 主導(dǎo)。到了初始階段，才開(kāi)始真正執(zhí)行類(lèi)中定義的 Java 程序代碼。

類(lèi)構(gòu)造器<client>

初始化階段是執(zhí)行類(lèi)構(gòu)造器<client>方法的過(guò)程。<client>方法是由編譯器自動(dòng)收集類(lèi)中的類(lèi)變量的賦值操作和靜態(tài)語(yǔ)句塊中的語(yǔ)句合并而成的。虛擬機(jī)會(huì)保證子<client>方法執(zhí)行之前，父類(lèi)的<client>方法已經(jīng)執(zhí)行完畢，如果一個(gè)類(lèi)中沒(méi)有對(duì)靜態(tài)變量賦值也沒(méi)有靜態(tài)語(yǔ)句塊，那么編譯器可以不為這個(gè)類(lèi)生成<client>()方法。

注意以下幾種情況不會(huì)執(zhí)行類(lèi)初始化：

1. 通過(guò)子類(lèi)引用父類(lèi)的靜態(tài)字段，只會(huì)觸發(fā)父類(lèi)的初始化，而不會(huì)觸發(fā)子類(lèi)的初始化。

2. 定義對(duì)象數(shù)組，不會(huì)觸發(fā)該類(lèi)的初始化。

3. 常量在編譯期間會(huì)存入調(diào)用類(lèi)的常量池中，本質(zhì)上并沒(méi)有直接引用定義常量的類(lèi)，不會(huì)觸發(fā)定義常量所在的類(lèi)。

4. 通過(guò)類(lèi)名獲取 Class 對(duì)象，不會(huì)觸發(fā)類(lèi)的初始化。

5. 通過(guò) Class.forName 加載指定類(lèi)時(shí)，如果指定參數(shù) initialize 為 false 時(shí)，也不會(huì)觸發(fā)類(lèi)初始化，其實(shí)這個(gè)參數(shù)是告訴虛擬機(jī)，是否要對(duì)類(lèi)進(jìn)行初始化。

6. 通過(guò) ClassLoader 默認(rèn)的 loadClass 方法，也不會(huì)觸發(fā)初始化動(dòng)作。

類(lèi)加載器

虛擬機(jī)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)把加載動(dòng)作放到 JVM 外部實(shí)現(xiàn)，以便讓?xiě)?yīng)用程序決定如何獲取所需的類(lèi)，JVM 提供了 3 種類(lèi)加載器：

啟動(dòng)類(lèi)加載器(Bootstrap ClassLoader)

1. 負(fù)責(zé)加載 JAVA_HOME\lib 目錄中的，或通過(guò)-Xbootclasspath 參數(shù)指定路徑中的，且被虛擬機(jī)認(rèn)可（按文件名識(shí)別，如 rt.jar）的類(lèi)。

擴(kuò)展類(lèi)加載器(Extension ClassLoader)

2. 負(fù)責(zé)加載 JAVA_HOME\lib\ext 目錄中的，或通過(guò) java.ext.dirs 系統(tǒng)變量指定路徑中的類(lèi)庫(kù)。

應(yīng)用程序類(lèi)加載器(Application ClassLoader)：

3. 負(fù)責(zé)加載用戶(hù)路徑（classpath）上的類(lèi)庫(kù)。

JVM 通過(guò)雙親委派模型進(jìn)行類(lèi)的加載，當(dāng)然我們也可以通過(guò)繼承 java.lang.ClassLoader實(shí)現(xiàn)自定義的類(lèi)加載器。

雙親委派

當(dāng)一個(gè)類(lèi)收到了類(lèi)加載請(qǐng)求，他首先不會(huì)嘗試自己去加載這個(gè)類(lèi)，而是把這個(gè)請(qǐng)求委派給父類(lèi)去完成，每一個(gè)層次類(lèi)加載器都是如此，因此所有的加載請(qǐng)求都應(yīng)該傳送到啟動(dòng)類(lèi)加載其中，只有當(dāng)父類(lèi)加載器反饋?zhàn)约簾o(wú)法完成這個(gè)請(qǐng)求的時(shí)候（在它的加載路徑下沒(méi)有找到所需加載的Class），子類(lèi)加載器才會(huì)嘗試自己去加載。

采用雙親委派的一個(gè)好處是比如加載位于 rt.jar 包中的類(lèi) java.lang.Object，不管是哪個(gè)加載器加載這個(gè)類(lèi)，最終都是委托給頂層的啟動(dòng)類(lèi)加載器進(jìn)行加載，這樣就保證了使用不同的類(lèi)加載器最終得到的都是同樣一個(gè) Object 對(duì)象。

OSGI（動(dòng)態(tài)模型系統(tǒng)）

OSGi(Open Service Gateway Initiative)，是面向 Java 的動(dòng)態(tài)模型系統(tǒng)，是 Java 動(dòng)態(tài)化模塊化系統(tǒng)的一系列規(guī)范。

動(dòng)態(tài)改變構(gòu)造

OSGi 服務(wù)平臺(tái)提供在多種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上無(wú)需重啟的動(dòng)態(tài)改變構(gòu)造的功能。為了最小化耦合度和促使這些耦合度可管理，OSGi 技術(shù)提供一種面向服務(wù)的架構(gòu)，它能使這些組件動(dòng)態(tài)地發(fā)現(xiàn)對(duì)方。

模塊化編程與熱插拔

OSGi 旨在為實(shí)現(xiàn) Java 程序的模塊化編程提供基礎(chǔ)條件，基于 OSGi 的程序很可能可以實(shí)現(xiàn)模塊級(jí)的熱插拔功能，當(dāng)程序升級(jí)更新時(shí)，可以只停用、重新安裝然后啟動(dòng)程序的其中一部分，這對(duì)企業(yè)級(jí)程序開(kāi)發(fā)來(lái)說(shuō)是非常具有誘惑力的特性。

OSGi 描繪了一個(gè)很美好的模塊化開(kāi)發(fā)目標(biāo)，而且定義了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的所需要服務(wù)與架構(gòu)，同時(shí)也有成熟的框架進(jìn)行實(shí)現(xiàn)支持。但并非所有的應(yīng)用都適合采用 OSGi 作為基礎(chǔ)架構(gòu)，它在提供強(qiáng)大功能同時(shí)，也引入了額外的復(fù)雜度，因?yàn)樗蛔袷亓祟?lèi)加載的雙親委托模型。

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