拉勾Java就业急训营|完结无秘

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Java就业急训营-JVM

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JVM 的主要作用是什么？
JVM 就是 Java Virtual Machine（Java虚拟机）的缩写，JVM 屏蔽了与具体操作系统平台相关的信息，使 Java 程序只需生成在 Java 虚拟机上运行的目标代码 （字节码），就可以在不同的平台上运行。

请你描述一下 Java 的内存区域？
JVM 在执行 Java 程序的过程中会把它管理的内存分为若干个不同的区域，这些组成部分有些是线程私有的，有些则是线程共享的，Java 内存区域也叫做运行时数据区，它的具体划分如下：

虚拟机栈 : Java 虚拟机栈是线程私有的数据区，Java 虚拟机栈的生命周期与线程相同，虚拟机栈也是局部变量的存储位置。方法在执行过程中，会在虚拟机栈中创建一个 栈帧(stack frame)。每个方法执行的过程就对应了一个入栈和出栈的过程。
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本地方法栈: 本地方法栈也是线程私有的数据区，本地方法栈存储的区域主要是 Java 中使用 native 关键字修饰的方法所存储的区域。

程序计数器：程序计数器也是线程私有的数据区，这部分区域用于存储线程的指令地址，用于判断线程的分支、循环、跳转、异常、线程切换和恢复等功能，这些都通过程序计数器来完成。

方法区：方法区是各个线程共享的内存区域，它用于存储虚拟机加载的 类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。

堆：堆是线程共享的数据区，堆是 JVM 中最大的一块存储区域，所有的对象实例都会分配在堆上。JDK 1.7后，字符串常量池从永久代中剥离出来，存放在堆中。

堆空间的内存分配（默认情况下）：

老年代 ： 三分之二的堆空间
年轻代 ： 三分之一的堆空间
eden 区： 8/10 的年轻代空间
survivor 0 : 1/10 的年轻代空间
survivor 1 : 1/10 的年轻代空间
命令行上执行如下命令，会查看默认的 JVM 参数。

java -XX:+PrintFlagsFinal -version
输出的内容非常多，但是只有两行能够反映出上面的内存分配结果

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运行时常量池：运行时常量池又被称为 Runtime Constant Pool，这块区域是方法区的一部分，它的名字非常有意思，通常被称为 非堆。它并不要求常量一定只有在编译期才能产生，也就是并非编译期间将常量放在常量池中，运行期间也可以将新的常量放入常量池中，String 的 intern 方法就是一个典型的例子。

请你描述一下 Java 中的类加载机制？
Java 虚拟机负责把描述类的数据从 Class 文件加载到系统内存中，并对类的数据进行校验、转换解析和初始化，最终形成可以被虚拟机直接使用的 Java 类型，这个过程被称之为 Java 的类加载机制。

一个类从被加载到虚拟机内存开始，到卸载出内存为止，一共会经历下面这些过程。

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类加载机制一共有五个步骤，分别是加载、链接、初始化、使用和卸载阶段，这五个阶段的顺序是确定的。

其中链接阶段会细分成三个阶段，分别是验证、准备、解析阶段，这三个阶段的顺序是不确定的，这三个阶段通常交互进行。解析阶段通常会在初始化之后再开始，这是为了支持 Java 语言的运行时绑定特性（也被称为动态绑定）。

下面我们就来聊一下这几个过程。

加载
关于什么时候开始加载这个过程，《Java 虚拟机规范》并没有强制约束，所以这一点我们可以自由实现。加载是整个类加载过程的第一个阶段，在这个阶段，Java 虚拟机需要完成三件事情：

通过一个类的全限定名来获取定义此类的二进制字节流。
将这个字节流表示的一种存储结构转换为运行时数据区中方法区的数据结构。
在内存中生成一个 Class 对象，这个对象就代表了这个数据结构的访问入口。
《Java 虚拟机规范》并未规定全限定名是如何获取的，所以现在业界有很多获取全限定名的方式：

从 ZIP 包中读取，最终会改变为 JAR、EAR、WAR 格式。
从网络中获取，最常见的应用就是 Web Applet。
运行时动态生成，使用最多的就是动态代理技术。
由其他文件生成，比如 JSP 应用场景，由 JSP 文件生成对应的 Class 文件。
从数据库中读取，这种场景就比较小了。
可以从加密文件中获取，这是典型的防止 Class 文件被反编译的保护措施。
加载阶段既可以使用虚拟机内置的引导类加载器来完成，也可以使用用户自定义的类加载器来完成。程序员可以通过自己定义类加载器来控制字节流的访问方式。

数组的加载不需要通过类加载器来创建，它是直接在内存中分配，但是数组的元素类型（数组去掉所有维度的类型）最终还是要靠类加载器来完成加载。

验证
加载过后的下一个阶段就是验证，因为我们上一步讲到在内存中生成了一个 Class 对象，这个对象是访问其代表数据结构的入口，所以这一步验证的工作就是确保 Class 文件的字节流中的内容符合《Java 虚拟机规范》中的要求，保证这些信息被当作代码运行后，它不会威胁到虚拟机的安全。

验证阶段主要分为四个阶段的检验：

文件格式验证。
元数据验证。
字节码验证。
符号引用验证。

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