31 道 Java 核心面试题，统统打包给你( 二 ) _Java

10、什么是 JVM？
JVM（Java Virtual machine）俗称 Java 虚拟机。之所以称为虚拟机，是因为它实际上并不存在。它提供了一种运行环境，可供Java 字节码在上面运行。
JVM 提供了以下操作：

加载字节码
验证字节码
执行字节码
提供运行时环境

JVM 定义了以下内容：

存储区
类文件格式
寄存器组
垃圾回收堆
致命错误报告等

我们来尝试理解一下 JVM 的内部结构，它包含了类加载器（Class Loader）、运行时数据区（Runtime Data Areas）和执行引擎（Excution Engine）。

文章插图
1）类加载器
类加载器是 JVM 的一个子系统，用于加载类文件。每当我们运行一个 Java 程序，它都会由类加载器首先加载。Java 中有三个内置的类加载器：

启动类加载器（Bootstrap Class-Loader），加载 jre/lib 包下面的 jar 文件，比如说常见的 rt.jar（包含了 Java 标准库下的所有类文件，比如说 java.lang 包下的类， java.net 包下的类， java.util 包下的类， java.io 包下的类， java.sql 包下的类）。
扩展类加载器（Extension or Ext Class-Loader），加载 jre/lib/ext 包下面的 jar 文件。
应用类加载器（Application or App Clas-Loader），根据程序的类路径（classpath）来加载 Java 类。

一般来说， Java 程序员并不需要直接同类加载器进行交互。JVM 默认的行为就已经足够满足大多数情况的需求了。不过，如果遇到了需要和类加载器进行交互的情况，而对类加载器的机制又不是很了解的话，就不得不花大量的时间去调试
ClassNotFoundException 和 NoClassDefFoundError 等异常。
对于任意一个类，都需要由它的类加载器和这个类本身一同确定其在 JVM 中的唯一性。也就是说，如果两个类的加载器不同，即使两个类来源于同一个字节码文件，那这两个类就必定不相等（比如两个类的 Class 对象不 equals）。
是不是有点晕，来来来，通过一段简单的代码了解下。
public class Test {
public static void main(String[] args) {
【31 道 Java 核心面试题，统统打包给你】ClassLoader loader = Test.class.getClassLoader;
while (loader != ) {
System.out.println(loader.toString);
loader = loader.getParent;
}
}
}
每个Java 类都维护着一个指向定义它的类加载器的引用，通过类名.class.getClassLoader 可以获取到此引用；然后通过 loader.getParent 可以获取类加载器的上层类加载器。
上面这段代码的输出结果如下：
sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@4617c264
第一行输出为 Test 的类加载器，即应用类加载器，它是 sun.misc.Launcher$AppClassLoader 类的实例；第二行输出为扩展类加载器，是 sun.misc.Launcher$ExtClassLoader 类的实例。那启动类加载器呢？
按理说，扩展类加载器的上层类加载器是启动类加载器，但在我这个版本的 JDK 中，扩展类加载器的 getParent 返回。所以没有输出。
2）运行时数据区
运行时数据区又包含以下内容：