JVM虚拟机工作原理

一，类加载器
1.层级结构
类加载器被组织成一种层级结构关系，也就是父子关系，其中，BootStrap是所有类加载器的父类，如下图所示：

BootStrap classloader
当运行java虚拟机时，这个类加载器被创建，它加载一些基本的java API，包括Object这个类，需要注意的是，这个类加载器不是java语言写的，而是C/C++语言写的
Extension classloader
这个加载器加载除了基本API之外的一些扩展类，包括一些与安全性能相关的类
System classloader
它加载应用程序的类，也就是classpath中配置的类
User-Defined classloader
这是开发人员通过扩展ClassLoader类定义的自定义加载器，加载程序员定义的一些类

委派模式
仔细看上面的层次结构，当JVM加载一个类的时候，下层的加载器会将任务委托给上一层类加载器，上一层加载器检查它的命名空间中是否已经加载了这个类，如果已经加载，直接使用这个类，如果没有加载，继续往上委托直到顶部，检查完了之后，按照相反的顺序进行加载，如果BootStrap加载器找不到这个类，则往下委托，直到找到类文件，对于某个特定的类加载器来说，一个java类只能被载入一次，也就是说在java虚拟机中，类的完整标识是（ClassLoader，package，className），一个类可以被不同的加载器加载。

可见性限制
下层的加载器能够看到上层加载器中的类，反之则不行，也就是是说委托只能从下到上。

不允许卸载类
类加载器可以加载一个类，但是它不能卸载一个类，但是类加载器可以被删除或者被创建

当类加载完毕之后，JVM继续按照下图完成其他工作：

二，运行数据区域
Runtime Data Areas：当运行一个JVM示例时，系统将分配给它一块内存区域，这一内存区域由JVM自己来管理，从这一块内存中分出一块用来存储一些运行数据，例如创建的对象，传递给方法的参数，局部变量，返回值等等。分出来的这一块就称为运行数据区域，运行数据区域可以划分为6大块：：java栈，程序计数器（PC寄存器），本地方法栈，java堆，方法区域，运行常量池，运行常量池本应该属于方法区，但是由于其重要性，JVM规范将其独立出来说明，其中，前面3块区域（PC寄存器，java栈，本地方法栈）是每个线程独有的，后三者则是整个JVM实例中所有线程共有的，这流大块如下图所示：

PC计数器
每一个线程都有一个PC计数器，当线程启动（start）时，PC计数器被创建，这个计数器存放当前正在被执行的字节码指令的地址
java栈
同样的，java栈也是每个线程独有，线程启动时创建，这个栈中存放着一系列的栈帧，JVM只能进行压入（push）和（pop）栈帧两种操作，每当调用一个方法时，JVM就往栈里压入一个栈帧，方法结束返回弹出栈帧，如果方法执行时出现异常，可以调用printStackTrace等方法来查看栈的情况，栈的示意图如下：

每个栈帧包含三个部分：本地变量数组，操作数栈，方法所属类的常量池引用

三，执行引擎
类加载器将字节码载入内存之后，执行引擎以java字节码指令为单元，读取java字节码，问题是，现在的java字节码机器的hi读不懂的，因此还必须要想办法将字节码转化成平台相关的机器码，这个过程可以由解释器执行，也可以由即时编译器来完成