java的class只在需要的时候才内转载入内存,并由java虚拟机的执行引擎来执行,而执行引擎从总的来说主要的执行方式分为四种,

第一种,一次性解释代码,也就是当字节码转载到内存后,每次需要都会重新的解析一次,

第二种,即时解析,也就是转载到内存的字节码会被解析成本地机器码,并缓存起来以提高重用性,但是比较耗内存,

第三种,自适应优化解析,即将java将使用最贫乏的代码编译成本地机器码,而使用不贫乏的则保持字节码不变,一个自适应的优化器可以使得java虚拟机在80%-90%的时间里执行优化过的本地代码,而只需要执行10%-20%对性能有影响的代码。

第四种,一种能够利用本地方法直接解析java字节码的芯片。

java之jvm学习笔记二(类装载器的体系结构)

在了解java虚拟机的类装载器之前,有一个概念我们是必须先知道的,就是java的沙箱,什么是java的沙箱,java的沙箱总体上经历了这么一个过程,从简单的java1.0的基础沙箱到java1.1的基于签名和认证的沙箱到后来基于基础沙箱+签名认证沙箱的java1.2的细粒度访问控制。

                  java的沙箱是你可以接受来自任何来源的代码,但沙箱限制了它进行可能破坏系统的任何动作,因为沙箱相对于系统的总的访问能力已经被限制,所以沙箱形象的说更像是一个监狱,把有破坏能力的代码困住了。

java沙箱的基本组件如下:

1.类装载器结构(可以由用户定制)

2.class文件检验器

3.内置的java虚拟机

4.安全管理器(可以由用户定制)

5.java核心API

java的沙箱中类装载器和安全管理器可以由用户定制的,但是这样就加大了java代码安全的风险,所以java有一个叫访问控制体系结构,他包括安全策略规范运行时安全策略实施,java有一个默认的安全策略管理器,用户可以使用默认的安全策略管理器也可以在它之上进行扩展。

java类装载器的体系结构

                    java的类装载器从三方面对java的沙箱起作用:

1.它防止恶意的代码区干扰善意的代码

怎么理解这句话,不同的类装载器装入同样的类的时候会产生一个唯一的命名空间,java虚拟机维护着这些命名空间,同一类,一个命名空间只能装载一次,也
只会装载一次,不同命名空间之间的类就如同各自有一个防护罩,感觉不到彼此的存在,如下图3-1所示

2.它守护了被信任的类库边界

这里有两个需要理解的概念,一,双亲委托模式,二运行时包,java虚拟机通过这两个方面来界定类库的边界

什么是双亲委托模式

先来看一个图和一段代码

这个图说明了类装载的过程,但是光这么看还是没有那么的清晰,我们只知道虚拟机启动的时候会启动bootStrapClassLoader,它负责加载
java的核心API,然后bootStrapClassLoader会装载

Launcher.java 之中的 ExtClassLoader(扩展类装载器)
并设定其 Parent 为 null ,代表其父加载器为
BootstrapLoaderExtClassLoader再有ExtClassLoader去装载ext下的拓展类库,然后 Bootstrap
Loader 再要求加载 Launcher.java 之中的 AppClassLoader(用户自定义类装载器)
,并设定其 Parent 为之前产生的 ExtClassLoader 实体。这两个加载器都是以静态类的形式存在的,下面我们找到java.lang.ClassLoader的loadClass这个方法

  1. <span style="font-size:14px;">protected synchronized Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
  2. throws ClassNotFoundException
  3. {
  4. // First, check if the class has already been loaded
  5. Class c = findLoadedClass(name);
  6. if (c == null) {
  7. try {
  8. if (parent != null) {
  9. c = parent.loadClass(name, false);
  10. } else {
  11. c = findBootstrapClass0(name);
  12. }
  13. } catch (ClassNotFoundException e) {
  14. // If still not found, then invoke findClass in order
  15. // to find the class.
  16. c = findClass(name);
  17. }
  18. }
  19. if (resolve) {
  20. resolveClass(c);
  21. }
  22. return c;
  23. }</span>

这个方法告诉我们双亲委托模式的过程,当虚拟机去装载一个类的时候会先调用一个叫
loadClass的方法,接着在这个方法里它会先调用findLoadedClass来判断要装载的类字节码是否已经转入了内存,如果没有的话,它会找
到它的parent(这里的parent指装载自己的那个类加载器,一般我们的应用程序类的parent是AppClassLoader),然后调用
parent的loadClass,重复自己loadClass的过程,如果parent没有装载过着这个类,就调用
findBootstrapClass(这里是指bootStrap,启动装载器)来尝试装载这个类的字节码,如果bootStrap也没有办法装载这个
类,则调用自己的findClass来尝试装载这个类,如果还是没办法装载则抛出异常。

上面就是对双亲模式的简单描述,那么双亲委托描述有什么好处?

你尝试一下自己写个java.lang.String的类,然后在ecplise跑一下,有没有发现抛出了异常,来看看这个异常

  1. <span style="font-size:14px;">java.lang.NoSuchMethodError: main</span>

运行这个我们自己定义的类的java.lang.String的双亲委托模式加载过程
如下AppClassLoader -> ExtClassLoader ->
BootstrapLoader,由于BootstrapLoader只会加载核心API里的类,它匹配到核心API(JAVA_HOME\jre
\lib)里的String类,所以它以为找到了这个类就直接去寻找核心API里的String类里的main函数,所以就抛出异常了,而我们自己写的那
个String根本就没有机会被加载入内存,这就防止了我们自己写的类对java核心代码的破坏。

什么是运行时包

要了解运行时包,我们先来设想一个问题,如果你自己定义了一个java.lang.A的类,能不能访问到java.lang.String类的friend成员?

不行,为什么?这就是运行时包在起作用,java的语法规定,包访问权限的成员能够被同一个包下的类访问,那是为什么不能够访问呢,这同样是为了防止病毒
代码的破坏,java虚拟机只允许由同一个类装载器装载到同一包中的类型互相访问,而由同一类装载器装载,属于同一个包的,多个类型的集合就是我们所指的
运行时包了。

3.将代码归入某类(保护域),该类确定了代码能够执行那些操作

除了1.屏蔽不同的命名空间,2.保护信任类库的边界外,类装载器的第三个重要的作用就是保护域,类装载器必须把代码放入到保护域中以限定这些代码运行时
能够执行的操作的权限,这也如我上面讲的,像一个监狱一样,不让它在监狱意外的范围活动。

特别说明:以上部分内容,有参考网上其它作者的精彩提炼,如有冒犯,请见谅,只做学习笔记用途!