概述

基本概念

jvm的存在价值

      谈起java语言，不得不说的就是jvm虚拟机。主要由于jvm实现了“平台无关性”。编译后的java程序指令并不能直接在硬件系统CPU上执行，而是由JVM执行。JVM屏蔽了与具体平台相关的信息，使得java语言编译程序只需要生成在JVM上运行的目标字节码（.class），就可以在多种平台上不加修改地运行。java虚拟机在执行字节码时，把字节码解释成具体平台上的机器指令执行。因此jvm是java程序能在多平台进行无缝移植的可靠保证，同时jvm也是java程序安全检查的检测引擎。

jvm的生命周期

概念区分-jvm实例和jvm执行引擎实例

jvm实例生命周期

jvm体系结构

结构图

图片摘自javapapers网站：http://javapapers.com

体系模块划分

ClassLoader Subsystem，加载器子系统 专用来加载.class文件，注意只载入需要的类文件到JVM中的运行时数据区域中，但不负责类的执行与否

Runtime Data Area，运行时数据区 提供程序运行时所需要的数据，包含方法区、堆、java栈、PC寄存器、本地方法栈

Execution Engine，执行引擎 包含两部分：JIT和GC，而JIT用于执行字节码，或执行本地方法；执行过程采用的是自定义的一套指令系统。GC则用于堆内存空间的回收管理。

Native Method Interface和Library，本地方法接口和本地方法库

类加载器原理

什么是类加载器

      类加载器是一个用来加载类文件的类，名为ClassLoader。java源代码通过javac编译器编译成class文件，然后由jvm的执行引擎来负责程序实行。那么类加载器负责加载文件系统、网络或其他来源的类文件，默认有三种类加载器：Bootstrap类加载器、Extension类加载器和System类加载器（也叫APPClassLoader）。

Bootstrap类加载器：也称为初始类加载器。对应JRE/lib/rt.jar PS：负责加载rt.jar中的JDK类文件，它是所有类加载器的父加载器。Bootstrap类加载器没有任何父类加载器，如果你调用String.class.getClassLoader()，会返回null，任何基于此的代码会抛出NUllPointerException异常。

Extension类加载器：对应JRE/lib/ext或java.ext.dirs指向的目录。 PS：负责将加载类的请求先委托给它的父加载器，也就是Bootstrap，如果没有成功加载的话，再从jre/lib/ext目录下或者java.ext.dirs系统属性定义的目录下加载类。Extension加载器由sun.misc.Launcher$ExtClassLoader实现。

APPClassLoader类加载器：对应ClassPath环境变量，或由-classpath或-cp选项定义,或者是JAR中的Manifest的classpath属性定义. PS：其负责从classpath环境变量中加载某些应用相关的类，classpath环境变量通常由-classpath或-cp命令行选项来定义，或者是JAR中的Manifest的classpath属性。application类加载器是Extension类加载器的子加载器。通过sun.misc.Launcher$AppClassLoader实现。

用户自定义类加载器：该加载器是留给程序员拓展用的，主要实现是通过java.lang.ClassLoader来继承实现的

工作原理

类加载的方式

类加载过程

类加载顺序

核心工作机制

委托机制

可见性机制

单一性机制

何时使用类加载器

自定义类加载器

jvm执行引擎

主要的执行技术

四种执行指令

执行过程解析

运行时数据区

PC寄存器

JVM栈

堆（heap）

方法区域（Method Area）

运行时常量池（Runtime Constant Pool）

本地方法堆栈（Native Method Stacks）

垃圾回收器GC

PS：该部分此处不详细展开，后续会单独专题来做深入的学习和探讨

字节码技术的应用

怎样用字节码分析程序性能

如何实现字节码加载的hotswap