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jvm

2026-07-27 20:49:35   0  举报

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AI智能生成

Java虚拟机（JVM）是运行Java字节码的抽象计算机，它为Java语言的跨平台能力提供了基础。JVM的主要功能包括加载、验证、执行Java程序中的字节码指令。它在运行时负责内存管理、垃圾回收以及安全权限等关键任务。核心文件类型为.class文件，这是Java源代码编译后的产物，包含了Java虚拟机指令集和符号信息。JVM在不同操作系统上表现出高度的一致性，为Java程序提供了“一次编写，到处运行”的便利。此外，JVM平台的多样性和效率优化也是其迷人之处，众多商业和开源版本的JVM不断涌现，如Oracle HotSpot、OpenJ9等，均针对不同场景进行了性能调优和功能改进。

后端开发

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大纲/内容

类加载

概括： 1.类缓存：每个类加载器对他加载过的类都有一个缓存。 2.双亲委派：向上委托查找，向下委托加载。 3.沙箱保护机制：不允许应用程序加载JDK内部的系统类。

双亲委派

当一个类加载器要加载一个类时，整体的过程就是通过双亲委派机制向上委托查找，如果没有查找到，就向下委托加载。

具体流程： - AppClassLoader 收到加载请求，先查本地缓存，没找到，向上委托 ExtClassLoader； - ExtClassLoader 查自身缓存，找不到，继续向上委托 Bootstrap； - Bootstrap 查缓存、再去系统核心包搜索，找不到该类，加载权限向下回传给 Ext； - Ext 在扩展目录查找无果，继续回传给 AppClassLoader； - AppClassLoader 在 classpath 找到 User.class，完成加载，存入自身缓存； - 后续再次加载该类，直接读取缓存，不再走委派流程。

沙箱保护机制  双亲委派防护核心类被篡改，ClassLoader的 defineClass 校验 java 开头类，直接抛出异常加固安全

打破双亲委派

把双亲委派机制反过来，先到子类加载器中加载，加载不到再去父类加载器中加载

tomcat 每个war包应用都有自己的WebappClassLoader，实现相互隔离，比如不同war包应用引入了不同的spring版本，这样实现就能加载各自的spring版本；

JVM对象创建和内存分配机制

对象的创建

类加载校验 new 指令触发，校验类是否加载解析初始化，未加载则执行类加载流程 堆内存分配 依据类信息确定内存大小，在堆划分空间，TLAB 优化分配并发冲突 内存零值初始化 分配空间统一赋默认零值，实例字段默认值由此生效 填充对象头 写入运行标记、类型指针，对象整体由对象头、实例数据、对齐填充构成 执行<init>构造方法 执行变量显式赋值与构造函数，完成开发者自定义初始化

指针压缩

概念

64 位系统里，对象指针原本要占 8 字节，指针压缩：堆里只存 4 字节压缩指针，CPU 读取时自动还原成完整地址。

好处

纯 64 位指针占用内存大、数据传输慢，还会加重 GC 负担

栈上分配

默认对象分配在堆，大量临时对象会加重 GC 开销、拖慢程序性能 未发生逃逸的对象可改为栈上分配，对象会随着方法栈帧销毁自动释放内存，以此降低 GC 压力。

Eden区分配

对象在新生代中 Eden 区分配。当 Eden 区没有足够空间进行分配时，虚拟机将发起一次Minor GC。

Eden与Survivor区默认8:1:1

对象默认分配 Eden 区，Eden 满触发 Minor GC；存活对象在两块 Survivor 之间来回拷贝，新生代对象生命周期短，故采用 8:1:1 的内存比例。

大对象直接进入老年代

大对象多指数组、长字符串这类需大片连续内存的对象。通过PretenureSizeThreshold阈值可令超大对象直接进入老年代，该配置仅 Serial、ParNew 收集器生效。

长期存活的对象将进入老年代

JVM 分代回收按对象年龄分代，对象初始在 Eden 区，每存活一次 Minor GC 年龄加一，年龄达标则晋升老年代，晋升阈值可参数配置。

对象动态年龄判断

Minor GC 会触发动态年龄判定，Survivor 区对象占用超 50%，高龄对象可提前晋升老年代。

老年代空间分配担保机制

Minor GC 前后校验老年代空间，空间不足触发 Full GC，回收失败则 OOM

可达性分析算法

以 GC Roots 为起点遍历标记存活对象，无标记对象判定为垃圾；GC Roots 包含栈变量、静态变量等

引用计数法

很难解决对象之间相互循环引用的问题。

垃圾收集器

收集算法

新生代对象消亡多，采用复制算法；老年代存活率高，使用标记清除 / 标记整理算法

Serial

这个收集器是一个单线程收集器，收集工作的时候必须暂停其他所有的工作线程（ "Stop The World" ）它主要有两大用途：一种用途是在JDK1.5以及以前的版本中与Parallel Scavenge收集器搭配使用，另一种用途是作为CMS收集器的后备方案。新生代采用复制算法，老年代采用标记-整理算法

Parallel Scavenge

Serial收集器的多线程版本    新生代采用复制算法，老年代采用标记-整理算法

ParNew

ParNew收集器其实跟Parallel收集器很类似，区别主要在于它可以和CMS收集器配合使用。

CMS：收集器是一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器

收集过程

初始标记

暂停所有的其他线程(STW)，并记录下gc roots直接能引用的对象，速度很快。

并发标记

从GC Roots的直接关联对象开始遍历整个对象图的过程和用户线程一起并发执行，因为用户程序继续运行，可能会有导致已经标记过的对象状态发生改变。

重新标记

修正并发标记期间因为用户程序继续运行而导致标记产生变动的那一部分对象 做重新标记。