JVM（三）JVM的执行子系统

Class文件结构

1. java跨平台的基础

2. Class类的本质
   1> Class文件是一组以8位字节为基础单位的二进制流
   2> 类似于结构体的伪结构来存储数据
   3> 只有两种数据类型：无符号数和表
   4> 无符号数属于基本的数据类型，以u1,u2,u4,u8
   5> 表是由多个无符号数或者其他表作为数据项构成的符合数据类型

3. Class文件格式详解
   1> 魔数与Class文件版本

      a, java的Class文件魔数：CAFEBABE
      b, java版本号从45号开始
   

   2> 常量池

      a, 字面量：类似于我们常见的常量
      b, 符号引用：类和接口的全限定名，字段名称等等，方法的名称等等
   

   3> 访问标志
   4> 类索引、父类索引、与接口索引集合
   5> 字段表集合
   6> 方法表集合
   7> 属性表集合
   8> javap -verbose xxx.class 查看class文件内容

   
   class文件格式.png

字节码指令

1. 虚拟机所有的指令都是一个字节（0-255），特定的数字表示某种操作，指令数不超过256
2. invoke开头的指令都是方法调用指令
3. areturn 返回的是一个引用类型，byte,short,char,boolean,int都是i,long 是l
4. 指令的分类
   1> 加载和存储指令
   2> 运算指令
   3> 类型转换指令
   4> 对象创建与访问指令
   5> 操作数栈管理指令
   6> 控制转移指令

类加载机制

1. 加载（Loading）
   1> 加载类的二进制流
   2> 把静态的存储结构转化为方法区的运行时结构
   3> 生成一个代表这个类的class对象
2. 连接（Linking）
   1>验证(Verification) ：检查二进制流是否符合虚拟机的格式
   2>准备(Preparation)：内存分配
   3>解析(Resolution)：
3. 初始化(Initialization): 执行类的构造器。<clinit>不是必须的，而且同时只能有一个线程执行。有且只有5种情况
   1> new,getstatic,setstatic,invokestatic
   2> 对类进行反射调用
   3> 初始化一个类，但是父类还没有初始化的时候，先触发父类的初始化
   4> 指定一个执行main的类，应用程序的主类
   5> 动态语言支持
4. 使用(Using)
5. 卸载(Unloading)

类加载器

1. 用途：热加载器，代码保护和加密，类层次划分，OSGI等
2. 自定义类加载器对类进行加密和解密
3. 一个类是否唯一，由这个类本身和加载它的类加载器两个一起决定
4. 系统的类加载器
   1> 启动类加载器(BootstrapClassLoader) 加载存放在JAVA_HOME\lib目录里的类库，并且是虚拟机识别的类库加载到虚拟机内存中
   2> 扩展类加载器(ExtensionClassLoader) 存放在JAVA_HOME\lib\ext目录中的所有类库，开发者可以直接使用
   3> 应用程序加载器(ApplicationClassLoader) 加载用户类路径上指定的类库，开发者可以直接使用，一般情况下这个就是程序中默认的类加载器
5. 双亲委派模型
   1> 双亲委派模型过程：某个特定的类加载器在接到加载类的请求时，首先将加载任务委托给父类加载器，依次递归，如果父类加载器可以完成类加载任务就成功返回；只有父类加载器无法完成此加载任务时，才自己去加载
   2> 双亲委派模型好处：Java类随着它的类加载器一起具备了带有优先级的层次关系，保证java程序稳定运行
   3> 线程上下文加载器

6. Tomcat类加载机制

   
   Tomcat类加载机制.png

栈帧

1. 局部变量表：每个局部变量都有一个槽，这个槽可以重用
2. 操作栈
3. 动态连接
4. 返回地址

方法调用详解

1. 解析：类的静态方法，构造方法，私有方法等在编译期就可以确定
2. 分派
   1> 静态分派：方法的重载，编译器确定了调用的方法是哪一个
   2> 动态分派：类的重写，虚方法表（虚拟机维护，维护着各个方法的实际入口<方法区中的某个地址>，一个类一个方法表）
   3> 动态分派的实现

基于栈的字节码解释执行引擎
1）基于栈的指令集与基于寄存器的指令集
1> 基于栈的指令集可移植
2> 基于寄存器的指令集，和硬件关系比较紧密，速度快

尝试跟着字节码解析代码