JVM 进阶 | 基础知识

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1. JDK、JRE、JVM的关系

1.1 JDK

JDK(Java Development Kit) 是用于开发 Java 应用程序的软件开发工具集合，包括 了 Java 运行时的环境(JRE)、解释器(Java)、编译器(javac)、Java 归档 (jar)、文档生成器(Javadoc)等工具。简单的说我们要开发Java程序，就需要安装某个版本的JDK工具包。

1.2 JRE

JRE(Java Runtime Enviroment )提供 Java 应用程序执行时所需的环境，由 Java 虚拟机(JVM)、核心类、支持文件等组成。简单的说，我们要是想在某个机器上运 行Java程序，可以安装JDK，也可以只安装JRE，后者体积比较小。

1.3 JVM

Java Virtual Machine(Java 虚拟机)有三层含义，分别是:

JVM规范要求

满足 JVM 规范要求的一种具体实现(一种计算机程序)

一个 JVM 运行实例，在命令提示符下编写 Java 命令以运行 Java 类时，都会创建一 个 JVM 实例，我们下面如果只记到JVM则指的是这个含义;如果我们带上了某种JVM 的名称，比如说是Zing JVM，则表示上面第二种含义

1.4 JDK 与 JRE、JVM 之间的关系

就范围来说，JDK > JRE > JVM:

• JDK = JRE + 开发工具
• JRE = JVM + 类库

Java程序的开发运行过程为:

我们利用 JDK (调用 Java API)开发Java程序，编译成字节码或者打包程序 然后可以用 JRE 则启动一个JVM实例，加载、验证、执行 Java 字节码以及依赖库， 运行Java程序。

而JVM 将程序和依赖库的Java字节码解析并变成本地代码执行，产生结果 。

1.5 如果不知道自动安装/别人安装的JDK在哪个目录怎么办?

最简单/最麻烦的查询方式是询问相关人员。

查找的方式很多，比如，可以使用 which ， whereis ， ls ‐l 跟踪软连接, 或者 find 命令全局查找(可能需要sudo权限), 例如:

• jps ‐v
• whereis javac
• ls ‐l /usr/bin/javac
• find / ‐name javac

2. 常用性能指标

没有量化就没有改进

• 分析系统性能问题: 比如是不是达到了我们预期性能指标，判断资源层面有没有问题，JVM层面有没有问题，系统的关键处理流程有没有问题，业务流程是否需要优化
• 通过工具收集系统的状态，日志，包括打点做内部的指标收集，监控并得出关键性能指标数据，也包括进行压测，得到一些相关的压测数据和性能内部分析数据
• 根据分析结果和性能指标，进行资源配置调整，并持续进行监控和分析，以优化性能，直到满足系统要求，达到系统的最佳性能状态

2.1 计算机系统中，性能相关的资源主要分为这几类:

• CPU:CPU是系统最关键的计算资源，在单位时间内有限，也是比较容易由于业务逻辑处理不合理而出现瓶颈的地方，浪费了CPU资源和过渡消耗CPU资源都不 是理想状态，我们需要监控相关指标;
• 内存:内存则对应程序运行时直接可使用的数据快速暂存空间，也是有限的，使用过程随着时间的不断的申请内存又释放内存，好在JVM的GC帮我们处理了这些事情，但是如果GC配置的不合理，一样会在一定的时间后，产生包括OOM宕 机之类的各种问题，所以内存指标也需要关注;
• IO(存储+网络):CPU在内存中把业务逻辑计算以后，为了长期保存，就必须通过磁盘存储介质持久化，如果多机环境、分布式部署、对外提供网络服务能 力，那么很多功能还需要直接使用网络，这两块的IO都会比CPU和内存速度更慢，所以也是我们关注的重点。

2.2 性能优化中常见的套路

性能优化一般要存在瓶颈问题，而瓶颈问题都遵循80/20原则。既我们把所有的整个处理过程中比较慢的因素都列一个清单，并按照对性能的影响排序，那么前20%的瓶颈问题，至少会对性能的影响占到80%比重。换句话说，我们优先解决了最重要的几个问题，那么性能就能好一大半。

我们一般先排查基础资源是否成为瓶颈。看资源够不够，只要成本允许，加配置可能是最快速的解决方案，还可能是最划算，最有效的解决方案。 与JVM有关的系统资源，主要是 CPU 和 内存 这两部分。 如果发生资源告警/不足, 就需要评估系统容量，分析原因。

一般衡量系统性能的维度有3个:

• 延迟(Latency): 一般衡量的是响应时间(Response Time)，比如平均响应时间。 但是有时候响应时间抖动的特别厉害，也就是说有部分用户的响应时间特别高， 这时我们一般假设我们要保障95%的用户在可接受的范围内响应，从而提供绝大多数用户具有良好的用户体验，这就是延迟的95线(P95，平均100个用户请求中95个已经响应的时间)，同理还有99线，最大响应时间等(95线和99线比较常用;用户访问量大的时候，对网络有任何抖动都可能会导致最大响应时间变得非常大，最大响应时间这个指标不可控，一般不用)。
• 吞吐量(Throughput): 一般对于交易类的系统我们使用每秒处理的事务数(TPS) 来衡量吞吐能力，对于查询搜索类的系统我们也可以使用每秒处理的请求数 (QPS)。
• 系统容量(Capacity): 也叫做设计容量，可以理解为硬件配置，成本约束。

性能指标还可分为两类:

• 业务需求指标:如吞吐量(QPS、TPS)、响应时间(RT)、并发数、业务成功率等。
• 资源约束指标:如CPU、内存、I/O等资源的消耗情况。

2.3性能调优总结

性能调优的第一步是制定指标，收集数据，第二步是找瓶颈，然后分析解决瓶颈问题。通过这些手段，找当前的性能极限值。压测调优到不能再优化了的 TPS和QPS， 就是极限值。知道了极限值，我们就可以按业务发展测算流量和系统压力，以此做容量规划，准备机器资源和预期的扩容计划。最后在系统的日常运行过程中，持续观察，逐步重做和调整以上步骤，长期改善改进系统性能。

我们经常说“ 脱离场景谈性能都是耍流氓 ”，实际的性能分析调优过程中，我们需要根据具体的业务场景，综合考虑成本和性能，使用最合适的办法去处理。系统的性能优化到3000TPS如果已经可以在成本可以承受的范围内满足业务发展的需求，那么再花几个人月优化到3100TPS就没有什么意义，同样地如果花一倍成本去优化到5000TPS 也没有意义。

Donald Knuth曾说过“ 过早的优化是万恶之源 ”，我们需要考虑在恰当的时机去优化系统。在业务发展的早期，量不大，性能没那么重要。我们做一个新系统，先考虑整体设计是不是OK，功能实现是不是OK，然后基本的功能都做得差不多的时候(当然整体的框架是不是满足性能基准，可能需要在做项目的准备阶段就通过POC(概念证明)阶段验证。)，最后再考虑性能的优化工作。因为如果一开始就考虑优化，就可 能要想太多导致过度设计了。而且主体框架和功能完成之前，可能会有比较大的改动，一旦提前做了优化，可能这些改动导致原来的优化都失效了，又要重新优化，多做了很多无用功。

3. JVM基础知识

3.1 常见的编程语言类型

首先，我们可以把形形色色的编程从底向上划分为最基本的三大类:机器语言、汇编 语言、高级语言。

按《计算机编程语言的发展与应用》一文里的定义:计算机编程语言能够实现人与机器之间的交流和沟通，而计算机编程语言主要包括汇编语言、机器语言以及高级语言，具体内容如下:

• 机器语言:这种语言主要是利用二进制编码进行指令的发送，能够被计算机快速地识别，其灵活性相对较高，且执行速度较为可观，机器语言与汇编语言之间的相似性较高，但由于具有局限性，所以在使用上存在一定的约束性。
• 汇编语言:该语言主要是以缩写英文作为标符进行编写的，运用汇编语言进行编 写的一般都是较为简练的小程序，其在执行方面较为便利，但汇编语言在程序方面较为冗长，所以具有较高的出错率。
• 高级语言:所谓的高级语言，其实是由多种编程语言结合之后的总称，其可以对多条指令进行整合，将其变为单条指令完成输送，其在操作细节指令以及中间过 程等方面都得到了适当的简化，所以，整个程序更为简便，具有较强的操作性， 而这种编码方式的简化，使得计算机编程对于相关工作人员的专业水平要求不断放宽。

3.2 高级语言分类

• 如果按照有没有虚拟机来划分，高级编程语言可分为两类:

• 有虚拟机:Java，Lua，Ruby，部分JavaScript的实现等等

• 无虚拟机:C，C++，C#，Golang，以及大部分常见的编程语言

• 如果按照变量是不是有确定的类型，还是类型可以随意变化来划分，高级编程语言可 以分为:

• 静态类型:Java，C，C++等等

• 动态类型:所有脚本类型的语言

• 如果按照是编译执行，还是解释执行，可以分为:

• 编译执行:C，C++，Golang，Rust，C#，Java，Scala，Clojure，Kotlin， Swift…等等

• 解释执行:JavaScript的部分实现和NodeJS，Python，Perl，Ruby…等等

• 此外，我们还可以按照语言特点分类:

• 面向过程:C，Basic，Pascal，Fortran等等

• 面向对象:C++，Java，Ruby，Smalltalk等等

• 函数式编程:LISP、Haskell、Erlang、OCaml、Clojure、F#等等

有的甚至可以划分为纯面向对象语言，例如Ruby，所有的东西都是对象(Java不是所有东西都是对象，比如基本类型 int 、 long 等等，就不是对象，但是它们的包装 类 Integer 、 Long 则是对象)。 还有既可以当做编译语言又可以当做脚本语言的，例如Groovy等语言。

3.3 关于跨平台

现在我们聊聊跨平台，为什么要跨平台，因为我们希望所编写的代码和程序，在源代 码级别或者编译后，可以运行在多种不同的系统平台上，而不需要为了各个平台的不 同点而去实现两套代码。典型地，我们编写一个web程序，自然希望可以把它部署到 Windows平台上，也可以部署到Linux平台上，甚至是MacOS系统上。 这就是跨平台的能力，极大地节省了开发和维护成本，赢得了商业市场上的一致好评。

这样来看，一般来说解释型语言都是跨平台的，同一份脚本代码，可以由不同平台上的解释器解释执行。但是对于编译型语言，存在两种级别的跨平台: 源码跨平台和二进制跨平台。

1、典型的源码跨平台(C++):

2、典型的二进制跨平台(Java字节码):

可以看到，C++里我们需要把一份源码，在不同平台上分别编译，生成这个平台相关的二进制可执行文件，然后才能在相应的平台上运行。 这样就需要在各个平台都有开发工具和编译器，而且在各个平台所依赖的开发库都需要是一致或兼容的。 这一点在过去的年代里非常痛苦，被戏称为 “依赖地狱”。 C++的口号是“一次编写，到处(不同平台)编译”，但实际情况上是一编译就报错，变 成了 “一次编写，到处调试，到处找依赖、改配置”。 大家可以想象，你编译一份代 码，发现缺了几十个依赖，到处找还找不到，或者找到了又跟本地已有的版本不兼 容，这是一件怎样令人绝望的事情。

而Java语言通过虚拟机技术率先解决了这个难题。 源码只需要编译一次，然后把编译 后的class文件或jar包，部署到不同平台，就可以直接通过安装在这些系统中的JVM上 面执行。 同时可以把依赖库(jar文件)一起复制到目标机器，慢慢地又有了可以在各个平台都直接使用的Maven中央库(类似于linux里的yum或apt­get源，macos里的 homebrew，现代的各种编程语言一般都有了这种包依赖管理机制:python的pip， dotnet的nuget，NodeJS的npm，golang的dep，rust的cargo等等)。这样就实现了 让同一个应用程序在不同的平台上直接运行的能力。

总结一下跨平台:

• 脚本语言直接使用不同平台的解释器执行，称之为脚本跨平台，平台间的差异由 不同平台上的解释器去解决。这样的话代码很通用，但是需要解释和翻译，效率较低。
• 编译型语言的代码跨平台，同一份代码，需要被不同平台的编译器编译成相应的二进制文件，然后再去分发和执行，不同平台间的差异由编译器去解决。编译产 生的文件是直接针对平台的可执行指令，运行效率很高。但是在不同平台上编译 复杂软件，依赖配置可能会产生很多环境方面问题，导致开发和维护的成本较 高。
• 编译型语言的二进制跨平台，同一份代码，先编译成一份通用的二进制文件，然后分发到不同平台，由虚拟机运行时来加载和执行，这样就会综合另外两种跨平台语言的优势，方便快捷地运行于各种平台，虽然运行效率可能比起本地编译类 型语言要稍低一点。 而这些优缺点也是Java虚拟机的优缺点。

3.4 关于运行时(Runtime)与虚拟机(VM)

我们前面提到了很多次 Java运行时 和 JVM虚拟机 ，简单的说JRE就是Java的运行 时，包括虚拟机和相关的库等资源。 可以说运行时提供了程序运行的基本环境，JVM在启动时需要加载所有运行时的核心库等资源，然后再加载我们的应用程序字节码，才能让应用程序字节码运行在JVM这 个容器里。

但也有一些语言是没有虚拟机的，编译打包时就把依赖的核心库和其他特性支持，一 起静态打包或动态链接到程序中，比如Golang和Rust，C#等。 这样运行时就和程序指令组合在一起，成为了一个完整的应用程序，好处就是不需要虚拟机环境，坏处是编译后的二进制文件没法直接跨平台了。

3.5 关于内存管理和垃圾回收(GC)

内存管理就是内存的生命周期管理，包括内存的申请、压缩、回收等操作。 Java的内存管理就是GC，JVM的GC模块不仅管理内存的回收，也负责内存的分配和压缩整理。

4. Java字节码

Java中的字节码，英文名为 bytecode , 是Java代码编译后的中间代码格式。JVM需要读取并解析字节码才能执行相应的任务。 由单字节( byte )的指令组成， 理论上最多支持 256 个操作码(opcode)。实际上Java只使用了200左右的操作码， 还有一些操作码则保留给调试操作。

操作码， 下面称为指令 , 主要由类型前缀和操作名称两部分组成。

例如，’ i ’ 前缀代表 ‘ integer ’，所以，’ iadd ’ 很容易理解, 表示对整数执行加法运算。

4.1 根据指令的性质，主要分为四个大类:

• 栈操作指令，包括与局部变量交互的指令
• 程序流程控制指令
• 对象操作指令，包括方法调用指令
• 算数运算以及类型转换指令

此外还有一些执行专门任务的指令，比如同步(synchronization)指令，以及抛出异常相关的指令等等

4.2 对象初始化指令:new指令, init 以及 clinit 简介

我们都知道 new 是Java编程语言中的一个关键字， 但其实在字节码中，也有一个指令叫做 new 。 当我们创建类的实例时, 编译器会生成类似下面这样的操作码:

​```
0: new #2 // class demo/jvm0104/HelloByteCode 
3: dup
4: invokespecial #3 // Method "":()V
​```

当你同时看到 new, dup 和 invokespecial 指令在一起时，那么一定是在创建类的实例对象! 为什么是三条指令而不是一条呢?这是因为:

• new 指令只是创建对象，但没有调用构造函数。
• invokespecial 指令用来调用某些特殊方法的, 当然这里调用的是构造函数。
• dup 指令用于复制栈顶的值。
• 由于构造函数调用不会返回值，所以如果没有dup指令, 在对象上调用方法并初始化之后，操作数栈就会是空的，在初始化之后就会出问题, 接下来的代码就无法对其进行处理。

在调用构造函数的时候，其实还会执行另一个类似的方法 ，甚至在执行构造函数之前就执行了。还有一个可能执行的方法是该类的静态初始化方法 ，但 并不能被直接调用，而是由这些指令触发的: new , getstatic , putstatic or invokestatic。

4.3 栈内存操作指令

有很多指令可以操作方法栈。 前面也提到过一些基本的栈操作指令: 他们将值压入栈，或者从栈中获取值。 除了这些基础操作之外也还有一些指令可以操作栈内存; 比如 swap 指令用来交换栈顶两个元素的值。下面是一些示例:

最基础的是 dup 和 pop 指令。

• dup 指令复制栈顶元素的值。
• pop 指令则从栈中删除最顶部的值。

还有复杂一点的指令:比如， swap , dup_x1 和 dup2_x1 。

• 顾名思义， swap 指令可交换栈顶两个元素的值，例如A和B交换位置(图中示例 4);
• dup_x1 将复制栈顶元素的值，并在插入在最上面两个值后(图中示例5);
• dup2_x1 则复制栈顶两个元素的值，并插入最上面三个值后(图中示例6)。

dup , dup_x1 , dup2_x1 指令补充说明 ：

• dup 指令:官方说明是,复制栈顶的值, 并将复制的值压入栈.
• dup_x1 指令 : 官方说明是,复制栈顶的值, 并将复制的值插入到最上面2个值的下方。
• dup2_x1 指令: 官方说明是,复制栈顶 1个64位/或2个32位的值, 并将复制的值按照原始顺序，插入原始值下面一个32位值的下方。

5. 算术运算指令与类型转换指令

Java字节码中有许多指令可以执行算术运算。实际上，指令集中有很大一部分表示都是关于数学运算的。对于所有数值类型( int , long , double , float )，都有加， 减，乘，除，取反的指令。 那么 byte 和 char , boolean 呢? JVM 是当做 int 来处理的。另外还有部分指令用于数据类型之间的转换。

当我们想将 int 类型的值赋值给 long 类型的变量时，就会发生类型转换。

6. 方法调用指令和参数传递

• invokestatic ，顾名思义，这个指令用于调用某个类的静态方法，这也是方法调用指令中最快的一个。
• invokespecial , 我们已经学过了, invokespecial 指令用来调用构造函数， 但也可以用于调用同一个类中的 private 方法, 以及可见的超类方法。
• invokevirtual ，如果是具体类型的目标对象， invokevirtual 用于调用公共，受保护和打包私有方法。
• invokeinterface ，当要调用的方法属于某个接口时，将使用invokeinterface 指令。

那么 invokevirtual 和 invokeinterface 有什么区别呢?这确实是个好问 题。 为什么需要 invokevirtual 和 invokeinterface 这两种指令呢? 毕竟 所有的接口方法都是公共方法, 直接使用 invokevirtual 不就可以了吗? 这么做是源于对方法调用的优化。JVM必须先解析该方法，然后才能调用它

• 使用 invokestatic 指令，JVM就确切地知道要调用的是哪个方法:因为调用的是静态方法，只能属于一个类。
• 使用 invokespecial 时， 查找的数量也很少， 解析也更加容易，那么运行时就能更快地找到所需的方法。
• ava虚拟机的字节码指令集在JDK7之前一直就只有前面提到的4种指令 (invokestatic，invokespecial，invokevirtual，invokeinterface)。随着JDK 7的发 布，字节码指令集新增了 invokedynamic 指令。这条新增加的指令是实现“动态类型 语言”(Dynamically Typed Language)支持而进行的改进之一，同时也是JDK 8以后 支持的lambda表达式的实现基础。

7. Java类加载器

7.1 类的生命周期和加载过程

一个类在JVM里的生命周期有7个阶段，分别是加载(Loading)、验证 (Verification)、准备(Preparation)、解析(Resolution)、初始化 (Initialization)、使用(Using)、卸载(Unloading)。 其中前五个部分(加载，验证，准备，解析，初始化)统称为类加载，下面我们就分 别来说一下这五个过程。

7.1.1 加载

加载阶段也可以称为“装载”阶段。 这个阶段主要的操作是: 根据明确知道的class完全限定名, 来获取二进制classfile格式的字节流，简单点说就是 找到文件系统中/jar包中/或存在于任何地方的“ class文件 ”。 如果找不到二进制表示形式，则会抛出NoClassDefFound 错误。装载阶段并不会检查 classfile 的语法和格式。类加载的整个过程主要由JVM和Java 的类加载系统共同完成， 当然具体到loading 阶 段则是由JVM与具体的某一个类加载器(java.lang.classLoader)协作完成的。

7.1.2 校验

链接过程的第一个阶段是校验 ，确保class文件里的字节流信息符合当前虚拟机的要求，不会危害虚拟机的安全。校验过程检classfile 的语义，判断常量池中的符号，并执行类型检查， 主要目的是判断字节码的合法性，比如 magic number, 对版本号进行验证。 这些检查 过程中可能会抛出 VerifyError ， ClassFormatError 或 UnsupportedClassVersionError 。 因为classfile的验证属是链接阶段的一部分，所以这个过程中可能需要加载其他类， 在某个类的加载过程中，JVM必须加载其所有的超类和接口。 如果类层次结构有问题(例如，该类是自己的超类或接口,死循环了)，则JVM将抛出 ClassCircularityError 。 而如果实现的接口并不是一个 interface，或者声明的超类是一个 interface，也会抛出 IncompatibleClassChangeError 。

7.1.3 准备

然后进入准备阶段，这个阶段将会创建静态字段, 并将其初始化为标准默认值(比如 null 或者 0值 )，并分配方法表,即在方法区中分配这些变量所使用的内存空间。 请注意，准备阶段并未执行任何Java代码。

例如:

public static int i = 1;

在准备阶段 i 的值会被初始化为0，后面在类初始化阶段才会执行赋值为1; 但是下面如果使用final作为静态常量，某些JVM的行为就不一样了:

public static final int i = 1;

对应常量i，在准备阶段就会被赋值1，其实这样还是比较puzzle，例如其他语言 (C#)有直接的常量关键字const，让告诉编译器在编译阶段就替换成常量，类似 于宏指令，更简单。

7.1.4 解析

然后进入可选的解析符号引用阶段。 也就是解析常量池，主要有以下四种:类或接口的解析、字段解析、类方法解析、接 口方法解析。

简单的来说就是我们编写的代码中，当一个变量引用某个对象的时候，这个引用在 .class 文件中是以符号引用来存储的(相当于做了一个索引记录)。 在解析阶段就需要将其解析并链接为直接引用(相当于指向实际对象)。如果有了直 接引用，那引用的目标必定在堆中存在。加载一个class时, 需要加载所有的super类和super接口。

7.1.5 初始化

JVM规范明确规定, 必须在类的首次“主动使用”时才能执行类初始化。 初始化的过程包括执行:

• 类构造器方法
• static静态变量赋值语句
• static静态代码块

如果是一个子类进行初始化会先对其父类进行初始化，保证其父类在子类之前进行初 始化。所以其实在java中初始化一个类，那么必然先初始化过 java.lang.Object 类，因为所有的java类都继承自java.lang.Object。

7.2 类加载时机

了解了类的加载过程，我们再看看类的初始化何时会被触发呢?JVM 规范枚举了下述多种触发情况:

• 当虚拟机启动时，初始化用户指定的主类，就是启动执行的 main方法所在的类;
• 当遇到用以新建目标类实例的 new 指令时，初始化 new 指令的目标类，就是 new一个类的时候要初始化
• 当遇到调用静态方法的指令时，初始化该静态方法所在的类;
• 当遇到访问静态字段的指令时，初始化该静态字段所在的类;
• 子类的初始化会触发父类的初始化;
• 如果一个接口定义了 default 方法，那么直接实现或者间接实现该接口的类的初始化，会触发该接口的初始化;
• 使用反射 API 对某个类进行反射调用时，初始化这个类，其实跟前面一样，反射调用要么是已经有实例了，要么是静态方法，都需要初始化;
• 当初次调用 MethodHandle 实例时，初始化该 MethodHandle 指向的方法所在的类。

同时以下几种情况不会执行类初始化:

• 通过子类引用父类的静态字段，只会触发父类的初始化，而不会触发子类的初始化。
• 定义对象数组，不会触发该类的初始化。
• 常量在编译期间会存入调用类的常量池中，本质上并没有直接引用定义常量的类，不会触发定义常量所在的类。
• 通过类名获取Class对象，不会触发类的初始化，Hello.class不会让Hello类初始化。
• 通过Class.forName加载指定类时，如果指定参数initialize为false时，也不会触发类初始化，其实这个参数是告诉虚拟机，是否要对类进行初始化。 Class.forName(“jvm.Hello”)默认会加载Hello类。
• 通过ClassLoader默认的loadClass方法，也不会触发初始化动作(加载了，但是不初始化)。

7.3 类加载机制

类加载过程可以描述为“通过一个类的全限定名a.b.c.XXClass来获取描述此类的Class 对象”，这个过程由“类加载器(ClassLoader)”来完成。这样的好处在于，子类加载器可以复用父加载器加载的类。系统自带的类加载器分为三种 :

• 启动类加载器(BootstrapClassLoader)

​ 启动类加载器(bootstrap class loader): 它用来加载 Java 的核心类，是用原生 C++代码来实现的，并不继承自

​ java.lang.ClassLoader(负责加载JDK中 jre/lib/rt.jar里所有的class)。它可以看做是JVM自带的，我们再代码层面无法直接获取到

​ 启动类加载器的引用，所以不允许直接操作它， 如果打印出来就是个 null 。举例来说，java.lang.String是由启动类加载器加载

​ 的，所以 String.class.getClassLoader()就会返回null。但是后面可以看到可以通过命令行 参数影响它加载什么。

• 扩展类加载器(ExtClassLoader)

• ​ 扩展类加载器(extensions class loader):它负责加载JRE的扩展目录，lib/ext 或者由java.ext.dirs系统属性指定的目录中的JAR包的类，代码里直接获取它的父 类加载器为null(因为无法拿到启动类加载器)。

• 应用类加载器(AppClassLoader)

• ​ 应用类加载器(app class loader):它负责在JVM启动时加载来自Java命令的­classpath或者­cp选项、java.class.path系统属性指定的jar包和类路径。在应用程序代码里可以通过ClassLoader的静态方法getSystemClassLoader()来获取应用类加载器。如果没有特别指定，则在没有使用自定义类加载器情况下，用户自定义的类都由此加载器加载。

类加载机制有三个特点:

• 双亲委托:当一个自定义类加载器需要加载一个类，比如java.lang.String，它很懒，不会一上来就直接试图加载它，而是先委托自己的父加载器去加载，父加载 器如果发现自己还有父加载器，会一直往前找，这样只要上级加载器，比如启动类加载器已经加载了某个类比如java.lang.String，所有的子加载器都不需要自己加载了。如果几个类加载器都没有加载到指定名称的类，那么会抛出 ClassNotFountException异常。
• 负责依赖:如果一个加载器在加载某个类的时候，发现这个类依赖于另外几个类或接口，也会去尝试加载这些依赖项。
• 缓存加载:为了提升加载效率，消除重复加载，一旦某个类被一个类加载器加载，那么它会缓存这个加载结果，不会重复加载。