JVM笔记 -- JVM的生命周期介绍

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JVM生命周期

• 启动
• 执行
• 退出

启动

Java虚拟机的启动时通过引导加载器（bootstrap class loader）创建一个初始类（initial class）来完成的，这个类是由Java虚拟机的具体实现指定的。

自定义的类是由系统类加载器加载的。自定义类的顶级父类都是Object，Object作为核心api中的类，是需要被引导加载器（bootstrap class loader）加载的。父类的加载是优先于子类加载的，所以要加载自定义的之前，会就加载Object类。

执行

• Java虚拟机执行的时候有一个清晰的任务：执行Java程序。
• 真正执行程序的是一个叫Java虚拟机的进程。

退出

虚拟机的退出有以下几种情况：

• 程序正常执行结束
• 程序执行过程中遇到了异常或者错误而异常终止
• 由于操作系统出现错误而导致Java虚拟机进程终止
• 某线程调用Runtime类或者System类的exit方法，或者Runtime类的halt()方法，并且Java安全管理器也允许这次操作的条件下。
• JNI（java native Interface）：用JNI 的api加载或者卸载Java虚拟机的时候，Java虚拟机可能异常退出。

System.exit()和Runtime.halt()

下面分析System.exit()和Runtime.halt():

System.exit()其实调用的是Runtime对象的exit()方法，Runtime.getRuntime()获取的是当前的运行时状态，也就是Runtime对象。

public static void exit(int status) {
        Runtime.getRuntime().exit(status);
    }

看Runtime的exit()方法，里面调用的是Shutdown.exit(status)。

    public void exit(int status) {
        SecurityManager security = System.getSecurityManager();
        if (security != null) {
            security.checkExit(status);
        }
        Shutdown.exit(status);
    }

我们看Shutdown的exit()方法，当status不为0的时候，调用的是halt(status)。

    static void exit(int status) {
        boolean runMoreFinalizers = false;
        synchronized (lock) {
            if (status != 0) runFinalizersOnExit = false;
            switch (state) {
            case RUNNING:       /* Initiate shutdown */
                state = HOOKS;
                break;
            case HOOKS:         /* Stall and halt */
                break;
            case FINALIZERS:
                if (status != 0) {
                    /* Halt immediately on nonzero status */
                    halt(status);
                } else {
                    /* Compatibility with old behavior:
                     * Run more finalizers and then halt
                     */
                    runMoreFinalizers = runFinalizersOnExit;
                }
                break;
            }
        }
        if (runMoreFinalizers) {
            runAllFinalizers();
            halt(status);
        }
        synchronized (Shutdown.class) {
            /* Synchronize on the class object, causing any other thread
             * that attempts to initiate shutdown to stall indefinitely
             */
            sequence();
            halt(status);
        }
    }

而halt(int status)本质上调用的是一个本地方法halt0(int status)，暂停虚拟机进程，退出。

    static void halt(int status) {
        synchronized (haltLock) {
            halt0(status);
        }
    }

    static native void halt0(int status);

Runtime是运行时数据的对象，全局单例的，可以理解为它代表了运行时数据区。是一个饿汉式单例模式。从 JDK1.0 开始就，可以看出，这就是虚拟机的核心类!

下面可以测试一下Runtime的属性：

public class RuntimeTest {
    public static void main(String[] args) {
        Runtime runtime = Runtime.getRuntime();
        System.out.println(runtime.getClass().getName());

        System.out.println("maxMemory:  "+runtime.maxMemory()/1024/1024);
        System.out.println("totalMemory:  "+runtime.totalMemory()/1024/1024);
        System.out.println("freeMemory:  "+runtime.freeMemory()/1024/1024);
    }
}

运行结果：表示最大的内存是2713M，总的内存是184M，可以使用内存是180M。

java.lang.Runtime
maxMemory:  2713
totalMemory:  184
freeMemory:  180

PS：本笔记是在宋红康老师的JVM视频中学习的笔记，均经过实践，加上自己的理解。地址：https://www.bilibili.com/video/BV1PJ411n7xZ ，强烈推荐！！！

【作者简介】：
秦怀，公众号【秦怀杂货店】作者，技术之路不在一时，山高水长，纵使缓慢，驰而不息。这个世界希望一切都很快，更快，但是我希望自己能走好每一步，写好每一篇文章，期待和你们一起交流。