【JVM基础知识及实战项目思考和总结】

基础知识

JVM内存结构

堆（Heap）：存储对象实例和数组。
方法区（Method Area）：存储类信息、常量、静态变量等。
程序计数器（Program Counter）：当前线程所执行的字节码的行号指示器。
虚拟机栈（VM Stack）：每个方法执行时都会创建一个栈帧，用于存储局部变量和操作数栈。
本地方法栈（Native Method Stack）：为Native方法服务。

类加载机制

加载（Loading）：将.class文件加载到内存中。
验证（Verification）：确保加载的类信息符合JVM规范。
准备（Preparation）：为类的静态变量分配内存，并设置默认初始值。
解析（Resolution）：将符号引用转换为直接引用。
初始化（Initialization）：执行类构造器()方法。

按需加载

Java类的加载发生在首次主动使用该类时，这被称为"按需加载"。"主动使用"包括以下几种情况：

创建类的实例。
访问类中的静态字段（不是静态方法）。
调用类的静态方法。
使用 java.lang.reflect 包的方法主动引用类。
初始化某个类的子类。
其他一些隐式的引用，比如接口实现、异常处理等。

项目思考

项目中的工具类(没有被spring管理的)，static代码块是否是项目启动时就执行的？

项目中使用到了RestTemplate,并封装了工具类，部分代码如下

RestUtil.java

java 复制代码

public class RestUtil {

    //代码省略

    /**
     * RestAPI 调用器
     */
    private final static RestTemplate RT;

    static {
        SimpleClientHttpRequestFactory requestFactory = new SimpleClientHttpRequestFactory();
        requestFactory.setConnectTimeout(30000);
        requestFactory.setReadTimeout(4000000);
        RT = new RestTemplate(requestFactory);
        // 解决乱码问题
        RT.getMessageConverters().set(1, new StringHttpMessageConverter(StandardCharsets.UTF_8));
        // 新增个性化日志
        List<ClientHttpRequestInterceptor> interceptors = Optional.ofNullable(RT.getInterceptors()).orElse(new ArrayList<>());
        // 优化直接获取bean 抛异常的写法
        //获取自定义拦截器
        Map<String, RestTemplateLogInterceptor> beans = SpringContextUtils.getApplicationContext().getBeansOfType(RestTemplateLogInterceptor.class);
        if(!CollectionUtils.isEmpty(beans)){
            beans.forEach((k, v) -> interceptors.add(v));
        }
        RT.setInterceptors(interceptors);
    }
	//代码省略

    public static <T> ResponseEntity<T> request(String url, HttpMethod method, HttpHeaders headers, JSONObject variables, JSONObject params, Class<T> responseType) {
       	...
        return RT.exchange(url, method, request, responseType);
    }  
}

答: 不是项目启动时执行的，是调用RestUtil.request 方法的时候执行的。

总结：上述代码并没有被spring管理，并且没有符合"按需加载"的所有条件，所以当项目启动完成后，RestUtil这个类并没有被JVM加载到内存里，也就意味着这个类并没有执行"类加载过程"。

测试验证

先建springboot项目结构如图

TestUtil.java

java 复制代码

public class TestUtil {

    private static List<String> testList = new ArrayList<>();

    private static String name;

    static {
        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            testList.add("test" + i);
        }
    }

    public static void setName(String name) {
        TestUtil.name = name;
    }
}

TestController.java

java 复制代码

@RestController
public class TestController {
    @GetMapping("/status")
    public String status() {
        TestUtil.setName("xxx");
        return "ok";
    }
}

代码说明:

工具类的setName方法只是为了把此类加载到内存中，来验证项目思考的内容。

接下来是使用jvisualvm工具对堆空间变化的截图

项目启动完成(这里设置了最大堆内存 -Xmx200m)
执行http://localhost:8080/status(就是为了调用工具类，让其执行类加载流程)。

从上述测试结果可以看出完全符合项目思考的内容。