jvm脉络梳理1- jvm基础

1.jvm位置

2.jvm的体系结构

3.类加载器：加载class文件

new ClassName() –有类实例化对象，对象引用在栈中，类在堆中
虚拟机自带的加载器
启动类（根）加载器
扩展类加载器
应用程序加载器

Demo05 demo05 = new Demo05();
Class aClass = demo05.getClass();

ClassLoader classLoader = aClass.getClassLoader();
System.out.println(classLoader);  //appClassLoader lang\ClassLoader抽象类需要实现 
System.out.println(classLoader.getParent());//extClassLoaderJDK8_64\jre\lib\ext
System.out.println(classLoader.getParent().getParent());//null 1.没有2.java程序获取不到如：c写的  JDK8_64\jre\lib\rt.jar
sun.misc.Launcher$AppClassLoader@14dad5dc
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@1b6d3586
null

4.双亲委派机制

（检查自定义类（重名）是否在高级的类加载器中以存在）多重检查保证安全性
- 从右到左检查类是否加载
- Bootstap ClassLoader->Extension ClassLoader->System/App ClassLoader->自定义类加载器
- 从左到右尝试加载类（根加载器中有，就不到下级加载器中查找了加载了、所以可以在扩展类加载器中加一些拦截机制，根加载器不要修改，否则java报错），保证基本object类的安全不让重复写类，写了也不起作用除非改动rt.jar中的类
需要加载类时，自底向上查找缓存是否已经加载过，若没有，则自顶向下尝试加载
程序加载是形成一颗树，树根和枝干
lombok三方插件在执行引擎这块，加入钩子函数动态生成get/set方法；
运行时方法区无法加载钩子函数，类加载器加载少量，否则java代码就可以完成，所以大部分框架是在执行引擎这块加载三方插件

4.1 步骤

类加载器收到类加载的请求
将这个请求向上委托给父类加载器完成，一直向上委托，直到启动类加载器
启动类加载器检查是否加载当前这个类，能加载就结束，使用当前加载器，否则抛出异常，通知子加载器进行加载
重复步骤3
Class Not Found
null :java 调用不到，是由C++写的
java=C++去掉指针，内存管理（由jvm的GC管理）
java源码中native是jvm调用本地方法（操作系统）接口,调用C++ 写的方法

5.沙箱安全机制

Java安全模型的核心就是Java沙箱(sandbox),沙箱是一个限制程序运行的环境。沙箱机制是将java代码限定在虚拟机(JVM)特定的运行环境中，严格限制代码对本地系统资源访问，保证代码的有效隔离，防止对本地系统造成破坏。沙箱主要限制系统资源访问，如：CPU、内存，文件系统，网络。不同级别的沙箱对这些资源访问的限制也不一样。
所有的java程序运行都可以指定沙箱，定制安全策略
java中将执行程序分为本地代码和远程代码，本地代码默认为可信任的，远程代码不受信任的。授信代码可访问所有本地资源，非授信远程代码在早期java实现中，安全依赖于沙箱机制。
但严格的安全机制给程序功能扩展带来障碍，用户希望远程代码访问本地系统时就无法实现、在后续java1.1版本中，对安全机制做了改进，增加了安全策略，允许用户指定代码对本地资源的访问权限。
java1.2版本中改进了安全机制（tomcat项目是用http），增加了代码签名(java签名https)，不论本地远程代码都会按照用户的安全策略设定，有类加载器加载到JVM中权限不同的运行空间，实现差异化的代码执行权限控制。
java1.6最新安全机制实现，引入域Domain的概念。虚拟机把所有代码加载到不同的系统域和应用域，系统域部分负责与关键资源进行交互，应用域部分通过系统域的部分代理来对各种需要的资源进行访问。虚拟机中不同受保护域（protected Domin）对应不一样的权限（permission）。存在于不同域的类文件就具有了当前域的全部权限。电脑账户，不同权限不同。linux账号~jvm溢出之前java不让写，后面可写但溢出时程序停止。

5.1 组成沙箱基本条件

字节码校验器（bytecode berifier）：确保java类文件遵循java语言规范。可以帮助java程序实现内存保护。但不是所有的类文件都会经过字节码校验，如核心类。java/javax开头的文件
类装载器（class loader）:其中类装载器下3个方面对沙箱起作用
- 防止恶意代码干涉正常代码：双亲委派机制，改java代码不会生效。
- 守护被信任的类库边界：双亲委派机制
- 将代码归入保护域，确定代码可以进行那些操作
jvm为不同的类加载器载入的类提供不同的命名空间，命名空间由一系列唯一的名称组成，每个被装载的类有一个名字，这个命名空间是有java虚拟机为每个类装载器维护的，互相看不见。
类加载器采用的机制为双亲委派机制
- 从最内层jvm自带类类加载器开始加载，外层恶意同名类得不到加载二无法使用
- 由于严格通过包区分访问域，外层恶意类通过内置代码也无法得到权限访问到内层类，破坏代码自然无法实现-
存取控制器（access controller）:存取控制器可以控制核心API对操作系统的存取权限，这个控制策略设定有用户指定。

Robot robot = new Robot();  //机器人类控制电脑行为，外挂

安全管理器（security controller）::是核心API和操作系统之间的的主要接口。实现权限控制，比存取控制器权限高。
安全软件包（security package）:java security下的类和扩展包下的类，允许用户为自己的应用增加新的安全特性：
- 安全提供者
- 消息摘要
- 数字签名keytools https
- 加密
- 鉴别

6.Native本地方法接口

native:带native关键字的，说明java的作用范围达不到了，回去调用底层C语言的库
会进入本地方法栈
调用本地方法接口jni
jni 作用扩展java类的使用。融合不同的编程语言为java使用。调用类库python最初C/C++
java诞生的时候C/C++流行，要兼容C/C++
在内存区域中开辟了一块标记区域：本地方法栈登记native方法
最终执行的时候加载本地方法库中的方法通过JNI，除非操作硬件方面的或操作c++
Java程序驱动打印机/管理系统、robot,企业级应用中少见
调用其他接口http请求python接口、restful、rpc/socket/webservice
PHP页面-NodeJs—socket-C++后台

private static native void registerNatives();
public static native long currentTimeMillis(); //System

7.PC寄存器：模拟计算机

程序计数器：program counter register
每个线程都有一个程序计数器，是线程私有的，即一个指针，指向方法区中的方法字节码（存储指向一条指令的地址，也是将要只晓得指令代码），在执行引擎读取下一条指令，是一个非常小的内存空间，几乎可以忽略不计。

8.方法区

Method Area方法区，被所有线程共享，所有字段和方法字节码，以及一些特殊方法，构造函数，接口代码也在此定义，即所有定义的方法信息都保存在改区域，此区域为共享区间。特殊的堆，是jvm的一种设计概念
静态变量、常量、类信息（构造函数、接口定义）、运行时的常量池存在在方法区中，但是实例变量存在堆内存中，和方法区无关
static 、final、Class、常量池

9.栈：数据结构。栈、队列。线程级别

栈、队列（消息队列FIFO:先进先出–Mybatis默认规则）
程序 = 数据结构 + 算法；非（框架+业务逻辑）
栈内存：主管程序运行，生命周期和线程同步；线程结束栈内存释放，栈内存释放，程序结束。栈不存在垃圾回收问题。
栈：8大基本类型，对象引用，实例方法（压方法栈溢出错误）
栈运行原理：栈帧

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java引用值传递
堆+栈+方法区交互关系

10.三种JVM：我们用的是HotSpot 通过java -version了解

三种虚拟机：SUN公司 hotspot ，无法裁剪到CLDC级别，只能扩展到CDC级别
BEA:Oracle JRockit,一个全面的Java运行时解决方案组合,基本JRockit JVM是世界上最快的JVM
J9VM JIT编译器，是JAVA运行时环境的一部分，作用是在JAVA应用运行时，将字节码(bytecode)编译成本地机器码（native machine code），使JVM在运行时（一次编译多次调用）省略识别字节码的步骤，从而提高jvm的性能.高度模块化，可以部署在桌面或服务器上，也可以部署在嵌入式环境中。入：CLDC级别环境。用同一个J9核心VM，搭配上适用具体环境的GC和JIT编译器