jvm运行流程 - 技术栈

Java虚拟机（JVM）是运行Java字节码的虚拟机。JVM的运行流程可以分为几个阶段：加载（Loading）、链接（Linking）、初始化（Initialization）、使用（Using）和卸载（Unloading）。JVM运行时，主要通过类加载器（ClassLoader）、执行引擎（Execution Engine）以及内存区域（Memory Areas）协同工作来完成任务。

类加载（Class Loading）

JVM 启动时，主类（带有 main 方法的类）会被加载。JVM 使用了不同级别的类加载器：

引导类加载器（Bootstrap Class Loader）：用原生代码实现，加载 JVM 基础核心类库。
扩展类加载器（Extension Class Loader） ：加载扩展库（jre/lib/ext 或者 Java 系统变量 java.ext.dirs 指定的目录中的 JAR 包）。
系统类加载器（System/Application Class Loader） ：加载系统类路径（classpath）上的类库。

在 OpenJDK 源码中，这部分对应的是 ClassLoader 类和 sun.misc.Launcher 类。

java 复制代码

// 伪代码 - JVM 类加载
ClassLoader cl = ClassLoader.getSystemClassLoader();
Class<?> mainClass = cl.loadClass("MainClassName");

链接（Linking）

加载后，类会经过以下链接步骤：

验证（Verification）：确保加载的类符合 JVM 规范，检查格式、语法、安全性等。
准备（Preparation）：为类的静态字段分配内存，并设置默认初始化值。
解析（Resolution）：将常量池中的符号引用替换成直接引用。

在 HotSpot 的源码中，可以在 instanceKlass.cpp 中找到类链接的实现。

初始化（Initialization）

类初始化包括为静态变量赋值及执行静态代码块。

java 复制代码

// Java 代码 - 类初始化
public class Example {
    static {
        // 代码块，类初始化时执行
        System.out.println("Class Example is initialized.");
    }
}

在 HotSpot 实现中，查看 InstanceKlass::initialize() 方法可以看到类初始化的过程。

执行（Execution）

类被初始化后，JVM 会调用 main 方法开始执行程序。

java 复制代码

// 伪代码 - JVM 执行 main 方法
Method m = mainClass.getMethod("main", String[].class);
m.invoke(null, (Object)args);

在 HotSpot VM 源码中，解释器执行字节码的部分由 interpreter.cpp 实现，而 JIT 编译则由 c1_Compiler.cpp 和 c2_Compiler.cpp 等文件实现。

垃圾回收（Garbage Collection）

JVM 在堆内存管理对象实例。当对象不再引用时，垃圾收集器会回收内存。这个过程是自动的，但是可以通过代码触发。

java 复制代码

System.gc(); // 提示 JVM 进行垃圾回收

垃圾回收的代码分布在 HotSpot 源码中的 share/vm/gc/ 目录下。

退出（Shutdown）

程序执行完毕后或者调用 System.exit() 会触发 JVM 退出流程，JVM 会卸载载入的类，并释放所有的资源。

HotSpot VM 中处理类卸载的相关代码通常在 classLoader.cpp 和 systemDictionary.cpp 中。

总结：

以上各阶段的细节均可在 OpenJDK 的 HotSpot 源码中找到。要理解这些源码，需要具备 C++ 语言的知识，同时对 JVM 的内部结构和工作原理有较深理解。每个 JVM 实现的具体细节可能有所不同，但它们都遵循 JVM 规范。

为了更深入地理解 JVM 的工作原理，建议查阅《深入理解 Java 虚拟机》等专业书籍，并在具备一定基础后，直接阅读 OpenJDK 的源码。同时，可以通过调试工具（如 VisualVM 或 JConsole）来实时监控 JVM 的性能指标和行为。这样做可以帮助你更好地理解 JVM 的运行机制。