JVM 总结 - 技术栈

Class 字节码格式

总体结构

plaintext 复制代码

ClassFile {
  u4             magic;           // 魔数：0xCAFEBABE（4字节）
  u2             minor_version;   // 次版本（2字节）
  u2             major_version;   // 主版本（2字节）
  u2             constant_pool_count; // 常量池长度（2字节）
  cp_info        constant_pool[]; // 常量池（变长）
  u2             access_flags;     // 访问标志（public/final等，2字节）
  u2             this_class;       // 当前类索引（2字节）
  u2             super_class;      // 父类索引（2字节）
  u2             interfaces_count;// 接口数（2字节）
  u2             interfaces[];     // 接口索引数组
  u2             fields_count;      // 字段数（2字节）
  field_info     fields[];          // 字段表（变长）
  u2             methods_count;     // 方法数（2字节）
  method_info    methods[];         // 方法表（变长，含字节码）
  u2             attributes_count;  // 属性数（2字节）
  attribute_info attributes[];      // 属性表（变长）
}

magic number

每个 Class 文件开头的 4 字节整数 -> 0xcafebabe

版本

记录编译器版本, 判断当前的 jvm 是否能够兼容该 class 文件

常量池计数器

记录常量池中有多少常量（从 1 开始计数）

字节码指令

程序实际要运行的指令

类加载机制

加载过程

装载

将 class 文件加载到内存中，并创建一个 Class 对象

链接

验证

确认加载的字节码是否符合规范

准备

为静态变量分配内存，并赋予默认值

解析

将类、接口、方法的符号引用转变为直接引用

初始化

为静态变量赋予正确的初始值（static final 是例外，常量值是在链接的准备阶段进行赋值）

类加载器

启动类加载器

没有父加载器

加载 Java 核心库（JAVA_HOME/jre/lib/rt.jar）

扩展类加载器

继承自 ClassLoader 类

父加载器为启动类加载器

加载 jre/lib/ext 目录下的类库

应用程序类加载器

继承自 ClassLoader 类

父加载器为扩展类加载器

加载环境变量 classpath 下的类库

双亲委派模型

当需要加载某些类时，类加载器会把请求先转给父类加载器，即最顶层的类加载器先加载，加载不到就转给子类加载器，如果最终到达最底层类加载器依旧没有找到，跑出 ClassNotFoundException

如何破坏双亲委派模型

重写自定义类加载器的 loadClass 方法
使用线程上下文类加载器，通过Thread.currentThread().getContextClassLoader() 拿到应用类加载器，反向加载类，绕过委派规则
SPI 机制