Java核心：類載入和JVM記憶體的分配

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類的載入：

　　指的是將class檔案的位元據讀入到運行時資料區（JVM在記憶體中劃分的）

中，並在方法區內建立一個class對象。

類載入器：

　　負責載入編譯後的class檔案（位元組碼檔案）到JVM（Java虛擬機器）當中。

而類載入器主要分為以下幾種：

1.Bootstrap class loader （引導類載入器）

　　負責載入Java核心類庫。在jre\lib目錄下，包括rt.jar（Java基礎類庫），這些

都是Java的核心類庫。而且這個載入器是由C語言編寫的，所以在Java程式中是擷取

不到的。

2.Extension class loader（擴充類載入器）

　　負責載入Java平台下擴充功能的jar包，這些jar包在jre\lib\ext目錄下。這個載入

器由Java語言編寫的。

3.System class loader（系統類別載入器）

　　負責載入classpath目錄下的所有類庫，classpath目錄下的class檔案一般

是我們自己寫的java檔案編譯後的。而這個載入器是由Java語言寫的。

 

這些類載入器協同起來完成整個類的載入過程，因此這些類的載入模式基於

”雙親委託模型“。

 

”雙親委託模型“：

　　程式運行後，編譯器把Java檔案編譯成class檔案後，首先負責載入的是

系統類別載入器，但它不會馬上載入，而是將此任務移送給它的父類載入器擴充

類載入器載入，擴充類載入器也是將此任務移送給引導類載入器載入。

　　class檔案到了引導類載入器那，它先判斷能不能載入這個類，如果能，就

載入；不能，移送給其子載入器，以此類推。最終我們編寫的class都會配置在

classpath環境中，所以，這個類載入任務還是由系統類別載入器完成。如果系統

類載入器都不能載入，就拋出ClassNotFoundException。

 

當一個class載入到JVM中，類載入階段已經完成。接下來JVM分配記憶體，對整個

class檔案（檔案裡面都是二進位的彙編命令）進行內容解析（JVM對二進位的命

令逐行解析，交由CPU執行）。

 

記憶體配置：

　　JVM運行起來時就給記憶體劃分空間，這塊空間就稱為運行時資料區。

運行時資料區被劃分為以下幾塊內容：

1.棧：

　　每一個線程運行起來的時候就會對應一個棧（線程棧），棧中存放的資料被當前

線程所獨享（不會產生資源共用情況，所以線程是安全的）。而棧當中存放的是棧幀，

當線程調用方法時，就是形成一個棧幀，並將這個棧幀進行壓棧操作。方法執行完後，

進行出棧操作。這個棧幀裡麵包括（局部變數，運算元棧，指向當前方法對應類的常

量池引用，方法返回地址等資訊）。

2.本地方法棧：

　　本地方法棧的機制和棧的相似，區別在於，棧啟動並執行是Java實現的方法，而本地

方法棧啟動並執行是本地方法。本地方法指的是JVM需要調用非Java語言所實現的方法，

例如C語言。在JVM規範中，沒有強化性要求實現方一定要劃分出本地方法棧（例如：

HotSpot虛擬機器將本地方法棧和棧合二為一）和具體實現（不同的作業系統，對JVM

規範的具體實現都不一樣）。

3.程式計數器：

　　程式計數器也可以稱為PC寄存器（通俗講就是  指令緩衝）。它主要用於緩衝當前

程式下一條指令的指令地址，CPU根據這個地址找到將要執行的指令。這個寄存器是JVM

內部實現的，不是物理概念上的計數器，不過和JVM的實現邏輯一樣。

4.堆：

　　堆記憶體主要存放建立的對象和數組。堆記憶體在JVM中是唯一的，能被多個線程所共用。

堆裡面的每一個對象都存放著執行個體的執行個體變數。

　　當在方法中定義了局部變數，如果這個變數是基礎資料型別 (Elementary Data Type)，那麼這個變數的值就直接

存放在棧中；如果這個變數是引用資料類型，那麼變數值就存放在堆記憶體中，而棧中存放的是

指向堆中的引用地址。

5.方法區：

　　方法區在JVM也是一個非常重要的一塊記憶體地區，和堆一樣，可以被多個線程多共用。

主要存放每一個載入class的資訊。class資訊主要包含魔數（確定是否是一個class檔案），常量

池，訪問標誌（當前的類是普通類還是介面，是否是抽象類別，是否被public修飾，是否使用了final

修飾等描述資訊......），欄位表集合資訊（使用什麼存取修飾詞，是執行個體變數還是靜態變數，是否

使用了final修飾等描述資訊.....），方法表集合資訊（使用什麼存取修飾詞，是否靜態方法，是否

使用了final修飾，是否使用了synchronized修飾，是否是native方法......）等內容。當一個類加

載器載入了一個類的時候，會根據這個class檔案建立一個class對象，class對象就包含了上述的資訊。

後續要建立這個類的執行個體，都根據這個class對象建立出來的。

6.常量池：

　　常量池是方法區中的一部分，存放class對象中最重要的資源。JVM為每一個class對象都維護一個

常量池。它主要儲存兩種類型的常量：

1.字面常量：

　　字面常量通常就是在Java中定義的字面量值。例如：int = 1，中的 1，String s = "hello"，這個

hello就是字面量。或者使用final修飾的常量值。

2.符號引用：

　　符號引用主要包括類和介面的完整類名，屬性的名稱和描述符，方法名和描述符等。

 

 

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