大纲：

JVM

一、编译机制

二、类加载机制（装载、验证、准备、解析、初始化、使用、卸载）

三、类执行机制

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源码编译机制：

（由.java源文件转为.class二进制字节码文件的过程）

使用命令 javac test.java 就可以编译test.java文件。生成test.class文件。

编译的过程：

词法分析、语法分析、语义分析、生成字节码

详细的过程：

源代码文件*.java -> 词法分析器 -> tokens流 -> 语法分析器 -> 语法树/抽象语法树 -> 语义分析器 -> 注解抽象语法树 -> 字节码生成器 -> JVM字节码文件*.class

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类加载机制：

在Class文件中描述的各种信息，最终都需要加载到虚拟机中才能运行和使用。那么虚拟机是如何加载这些Class文件的呢？

JVM把描述类数据的字节码.Class文件加载到内存，并对数据进行校验、转换解析和初始化，最终形成可以被虚拟机直接使用的java类型，这就是虚拟机的类加载机制。

类从被加载到虚拟机内存中开始，到卸载出内存为止，它的生命周期包括了：加载／装载(Loading)、验证(Verification)、准备(Preparation)、解析(Resolution)、初始化(Initialization)、使用(Using)、卸载(Unloading)七个阶段，其中验证、准备、解析三个部分统称链接。

一、加载

a.（类的加载指的是将类的.class文件中的二进制数据读入到内存中，生成对应的class对象）我们可以利用类加载器，实现类的动态加载。

b.在Java中，采用双亲委派机制来实现类的加载。委托模式。每个 ClassLoader 都有一个父加载器。类加载器在加载类之前会先递归的去尝试使用父加载器加载。父类委托，先让父类加载器试图加载该类，只有在父类加载器无法加载该类的时候才试图从自己的类路径加载，从而保证只有一个类进行加载，虚拟机有一个内建的启动类加载器（bootstrap ClassLoader），该加载器没有父加载器，但是可以作为其他加载器的父加载器。

c.委派机制则保证了基类都由相同的类加载器加载，这样就避免了同一个字节码文件被多次加载生成不同的 Class 对象的问题。

d.类加载器其实也是Java类。有四大类：

根加载器Bootstrap Class Loader:其负责加载Java的核心类，比如String、System这些类

扩展加载器Extension Class Loader:其负责加载JRE的拓展类库

系统应用加载器APP Class Loader:其负责加载CLASSPATH环境变量所指定的JAR包和类路径

用户自定义加载器Customer Class Loader

e.加载过程中会先检查类是否被已加载，检查顺序是自底向上，从Custom ClassLoader到BootStrap ClassLoader逐层检查，只要某个classloader已加载就视为已加载此类，保证此类只所ClassLoader加载一次。然后开始加载类，加载的顺序是自顶向下，也就是由上层来逐层尝试加载此类。

f.java程序运行的场所是内存，当在命令行下执行：java HelloWorld命令的时候，JVM会将HelloWorld.class加载到内存中,并形成一个Class的对象HelloWorld.class。

g.类加载的方式：

命令行启动应用时候由JVM初始化加载

通过Class.forName()方法动态加载

通过ClassLoader.loadClass()方法动态加载

h.双亲委派模型的工作过程为：如果一个类加载器收到了类加载的请求，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把这个请求委派给父类加载器去完成，每一个层次的加载器都是如此，因此所有的类加载请求都会传给顶层的启动类加载器，只有当父加载器反馈自己无法完成该加载请求（该加载器的搜索范围中没有找到对应的类）时，子加载器才会尝试自己去加载。

二、链接

当类被加载后，系统会为之生成一个Class对象，接着将会进入连接阶段，链接阶段负责把类的二进制数据合并到JRE中

三个阶段

验证：检验被加载的类是否有正确的内部结构，并和其他类协调一致

准备：负责为类的类（静态）变量分配内存。并设置默认初始值

准备阶段是正式为类变量分配内存并设置类变量初始值的阶段，这些内存都将在方法区中分配。对于该阶段有以下几点需要注意：

1、这时候进行内存分配的仅包括类变量（static），而不包括实例变量，实例变量会在对象实例化时随着对象一块分配在Java堆中。

2、这里所设置的初始值通常情况下是数据类型默认的零值（如0、0L、null、false等），而不是被在Java代码中被显式地赋予的值。

假设一个类变量的定义为：public static int value = 3；

那么变量value在准备阶段过后的初始值为0，而不是3，因为这时候尚未开始执行任何Java方法，而把value赋值为3的putstatic指令是在程序编译后，存放于类构造器（）方法之中的，所以把value赋值为3的动作将在初始化阶段才会执行。

解析：将类的二进制数据中的符号引用转换成直接引用

三、初始化

初始化，为类的静态变量赋予正确的初始值，JVM负责对类进行初始化，主要对类变量进行初始化。

在Java中对类变量进行初始值设定有两种方式：

①声明类变量是指定初始值

②使用静态代码块为类变量指定初始值

JVM初始化步骤

假如这个类还没有被加载和连接，则程序先加载并连接该类

假如该类的直接父类还没有被初始化，则先初始化其直接父类

假如类中有初始化语句，则系统依次执行这些初始化语句

类初始化时机

创建类实例。也就是new的方式

调用某个类的类方法

访问某个类或接口的类变量，或为该类变量赋值

使用反射方式强制创建某个类或接口对应的java.lang.Class对象

初始化某个类的子类，则其父类也会被初始化

直接使用java.exe命令来运行某个主类

类实例创建过程

按照父子继承关系进行初始化，首先执行父类的初始化块部分，然后是父类的构造方法；再执行本类继承的子类的初始化块，最后是子类的构造方法

注意⚠️：

JAVA类首次装入时，会对静态成员变量或方法进行一次初始化,但方法不被调用是不会执行的， 静态成员变量和静态初始化块级别相同，非静态成员变量和非静态初始化块级别相同。（链接的准备阶段）

初始化阶段：

先初始化父类的静态代码--->初始化子类的静态代码-->

初始化父类的非静态代码--->初始化父类构造函数--->

初始化子类非静态代码—>初始化子类构造函数

分析：静态代码块在类加载的时候执行，而非静态代码快在生成对象时才被执行

类执行机制：

JVM是基于栈结构的体系结构来执行class字节码的，不同于windows和Linux基于寄存器结构。类的执行机制，主要是在Java栈上面完成。当一个线程被创建后，Java栈和PC寄存器就会被创建。Java栈由栈帧组成，调用一个方法，就会生成一个栈帧（可以理解为表示调用一个方法）。栈帧又由局部变量表、操作数栈和常量池引用组成。

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其他：

常量：

一、用final修饰的成员变量表示常量，值一旦给定就无法改变！一般都用大写字符为常量赋值。在常量中，往往通过下划线来分隔不同的字符。对于同时被static和final修饰的常量，必须在声明的时候就为其显式地赋值，否则编译时不通过；而只被final修饰的常量则既可以在声明时显式地为其赋值，也可以在类初始化时显式地为其赋值，总之，在使用前必须为其显式地赋值，系统不会为其赋予默认零值。

二、final关键字与static关键字同时使用

由于Java是面向对象的语言，所以在Java常量定义的时候还有与其它编程语言不同的地方。如一段程序代码从编辑到最后执行，即使需要经过两个过程，分别为代码的装载与对象的建立。不同的过程对于常量的影响是不同的。

1).不使用static修饰情况：

例如:final long CURRENT_TIME=System.currentTimeMillis();

默认情况下，定义的常量是在对象建立的时候被初始化。如果在建立常量时，直接赋一个固定的值，而不是通过其他对象或者函数来赋值，那么这个常量的值就是恒定不变的，即在多个对象中值也使相同的。但是如果在给常量赋值的时候，采用的是一些函数或者对象(如生成随机数的Random对象)，那么每次建立对象时其给常量的初始化值就有可能不同。可见，使用final的Java常量定义并不是恒定不变的。

2).使用static修饰情况：

例如：static final long CURRENT_TIME=System.currentTimeMillis();

这个是一个静态的概念。即当利用这个关键字来修饰一个变量的时候，在创建对象之前就会为这个变量在内存中创建一个存储空间。以后创建对对象如果需要用到这个静态变量，那么就会共享这一个变量的存储空间。也就是说，在创建对象的时候，如果用到这个变量，那么系统不会为其再分配一个存储空间，而只是将这个内存存储空间的地址赋值给他。如此做的好处就是可以让多个对象采用相同的初始变量。当需要改变多个对象中变量值的时候，只需要改变一次即可。从这个特性上来说，其跟常量的作用比较类似。不过其并不能够取代常量的作用。

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变量

类变量：static int allClicks=0;

局部变量：类的方法中的变量

public void method(){

int i =0; //局部变量

}

实例变量： String str="hello world";

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