我是一個Java class
前言：本文主要想講一下Java虛擬機的故事， 可能有點偏門，不妥之處歡迎留言交流。
第一回 陌生警察
我出生在C盤下面一個很深層次的目錄下， 也不知道是誰把我放到這里的。
我一直在睡覺，外邊的日出日落，風雨雷電和我一點關系都沒有。
直到有一天，有個家伙咣咣咣砸我房門把我叫醒。
這個家伙穿著像警察的制服， 左手拿著一個對講機， 右手遞過來他的工作證：?"你好， 我是Classloader, ?請問你是Account類嗎"
"是啊， 怎么了？"
這個Classloader 沒回答我， 反而拿起對講機：
"頭兒，你看看你能不能裝載這個Account類？”
對講機那頭好像也在問他的上司，過了半天，終于有了回音：
"我裝載不了， 我的上級也說了，他們也裝載不了， 你來干吧"
"那就報數吧~” 我這次注意到旁邊站著另外一個笑瞇瞇的小個子。
"報什么數？" 我一臉詫異。
"唉，果然沒有被裝載過， 你是個class 文件，當然要報文件開頭的那幾個數了， 就是Java 他爸James?Gosling 在jdk 1.0時確定的那個數啊"
"奧， 我看看，?0xCAFEBABE"
"不錯， 是個java 類， 把你后邊的兩個數也報一下"， 小個子繼續問
"50 ， 0"
"看來版本不高啊， 是jdk 1.6編譯出來的啊"， ?小個子接著說?"最新的虛擬機都1.8了, ?都函數式了，你造不？”
我哪里知道？ 我這才模模糊糊的回想起來， 好像是有個什么javac 把我創建出來，扔到了這個屋子里。
"現在奉命帶你去Java 虛擬機, 有人需要你的幫助" , 這個Classloader 態度冷冰冰的， 我不喜歡他。
"大哥，你們咋找到我的？" ?我決定和小個子套近乎。
"那還不簡單， 我們老板有個列表， 上面列舉著所有應該檢查的目錄，我們順藤摸瓜，一個一個找，肯定能找到"
"那萬一找不到咋辦？"
"基本不可能， 你看老板給我們的目錄列表中有?C:\workspace\myTaobao\bin ?， 我們在下面再找三級 com/mytaobao/domain， 這不就找到你了嗎，
Account.class , 話說回來， 萬一真找不到， 將來在執行時會拋出ClassNotFound異常了, 那不歸我們管"
我后來才知道， 我的全名其實叫做com.mytaobao.domain.Account !
"來來來， 讓我驗證一下， 你這class編譯的對不對" ，小個子拿出一個放大鏡
"恩， 常量池, ?訪問標識， 字段，方法... 看起來沒有問題“ ， 小個子對Classloader說。
被人拿著放大鏡看，這種感覺極為不爽。
"走， 去虛擬機" ?， Classloader還是冷冰冰的。
這哥倆不容我帶任何東西， 便把我推上車，飛奔向我沒聽說過的“虛擬機”。
第二回 刺探信息
我感到前途未卜， 但也不能坐以待斃， 一定得多了解信息。
"大哥， 你叫什么名字" ， 我看小個子還算和氣。
"我就是大名鼎鼎的文件驗證器了， 能管很多事"
"那剛才他為啥還得請示上級呢" ， 我用眼神指了一下開車的ClassLoader
文件驗證器的聲音一下子就壓低了：
"你不知道，說來話長， 我們之前出現過事故，有個黑客寫了個類java.lang.String, ?和我們老板手下有一個干活最賣力的員工名字一模一樣，只是這個黑客類里邊竟然有格式化硬盤的代碼，我們的小兵Classloader 不明就里，就把這個黑客類給先裝載了，也執行了， 最后的結果，唉，很慘的... "
"那后來怎么辦？"
"后來我們老板就定下了規矩：他的骨干員工像String, ArrayList等只能由他自己的心腹去裝載， 我聽說老板的心腹都是分層級的，像傳銷一樣， 每個都有上線， 最頂層的叫Bootstrap?Classloader?, 下一次級叫Extension?Classloader， 現在開車的這位其實叫App Classloader，位于最底層， ?咱這位Classloader 在裝載一個類之前，一定要問一問這幾位權利極高的大爺，請他們先裝載，這幾位爺裝載不了，才由我們這些小兵來出馬。“
"這能避免黑客攻擊？"
"能?。?你想想， 那個黑客寫了個攻擊的java.lang.String, ?我們在裝載之前，肯定要請示Extension, Bootstrap這些大爺先來裝載， 由于String是老板的核心員工，肯定會他們先裝載啊， 這些大爺把String 直接就給我們了， 我們就不會裝載黑客類了"
“你能不能少說兩句” Classloader 似乎生氣了。
我和文件驗證器只好禁聲。
其實文件驗證器也不是只會給我吹牛， 他也很敬業， 這家伙在車上把我全部的字節碼都要了過去， 對這些天書一般的東西一遍一遍的檢查分析，確保每個指令都是正確的， 檢查是不是有超類， 是不是覆蓋了final方法，跳轉指令是不是正確....
第三回 初識虛擬機
很快我們就來到了目的地， 我一看虛擬機不就是幾個大樓嘛， 不過這幾座大樓可真是高啊。
他倆把我帶進其中一座叫“方法區”的大樓，進了電梯， 輸入2048 。
很快來到第2048層， 無數的格子間平鋪開來，他們七拐八拐，輕松的把我帶到了我的位置， 上面寫著我的名字“com.mytaobao.domain.Account”.
我問文件驗證器： “這樓這么高， 這么多格子間， 人會坐滿嗎？”
"只有極少情況會坐滿， 一旦滿了，那時候會拋出異常，?我們就完蛋了。 你自己好自為之吧， 再見 "
他們把我安頓好就立刻離開了。
我往周邊一看， 咦，這不是著名的java.lang.String嗎。
我本想和他打個招呼， 可以他的電話似乎一直沒斷過， 嘴里一直說著什么store, load之類我聽不懂但是似乎有點熟悉的話。
正無聊著呢，我桌子上的電話也響了， 電腦屏幕也亮了，我看到一個人對我笑著說：
"你好， 我剛剛new 出來的Account對象， 我的編號是Account@659e0bfd"
暈倒 ！ 這家伙和我什么關系？
看我一臉的詫異， 他說，“ 很快就會有個線程到CPU車間了，他會聯系你， 我就是想確認下你在不在, ?奧對了， 我在一個叫做堆的地方， 有空找我玩啊， byebye ”， 說完就消失了。
果然沒多久， 視頻電話又響了。
這次我看到一個人站在一個明亮的車間里， 抱著一個包裹， 他按了一個按鈕， 面前立刻升起一個工作臺 ， 臺子上立了一個有很多抽屜的柜子，每個抽屜上都有一個編號， 旁邊還有一個深桶。
（后來我就知道， 那個柜子的學名叫做局部變量區 ，?那個桶叫做?操作數棧）
我正想問問問怎么回事呢， 就聽到了他的聲音：
"我是線程0x3704, ?我要調用你第二個方法了“
（碼農翻身注： 不認識線程0x3704的同學可以回復“我是一個線程”查看）
我一看， 我的第二個方法是add :
public void add(int x , int y ){
x = x + y;
.....其他代碼略....
}
(碼農翻身注： Account類當然看不到這些源碼， 這是為了方便你看的 ?:-) )
"請把第一條指令給我說一下" ? ?0x3704 繼續問我要東西
我還不太熟練，找了半天才說：
"iload_0"
于是他就操作柜子上的機械手把0號抽屜的一個數30扔到到了工作臺上的一個桶里，這個桶很窄，沒法并排放兩個數， 但是很深。
然后0x3704說 “下一條指令”
"iload_1"
于是1號抽屜的一個數40也被扔到了桶里，正好壓在30上面， 從桶上面就看不到30了。
“下一條指令”
”iadd“
于是他就把兩個數從桶里取了出來， 做了個飛快的動作， 這兩個數變成了一個數 70 ！， 然后他又把70 放到了桶里。
“下一條指令”
"istore_0"
于是他把70從桶里撈出來， 放到了柜子上編號為0的地方， 之前的30就被扔掉了。
我看的目瞪口呆，這廝是在干嘛???
我問他： “0x3704， 不就是把兩個數加起來嗎？ 為啥搞的這么麻煩”
他不理我， 只是繼續說， “下一條指令”
我只有配合它玩這個游戲。
java.lang.String 難得的悠閑， 端著一杯咖啡一邊看我手忙腳亂的取指令， 一邊說：
"新人都這樣， 別著急，等你熟練了，閉著眼睛就搞定了， 就像我一樣，你可能不知道 ， 我們這個虛擬機叫做基于堆棧的虛擬機， 看到那個桶沒有，其實就是個先進后出的棧啊， 我們虛擬機的所有指令其實都是在對棧進行操作"
可是我還是好奇： “這棧有什么好啊”
旁邊的格子間的java.util.Stack 立刻說：
"這事兒你得問我啊，?怎么說呢， 主要是為了簡單， 你看我們只用一個簡單的桶，奧對了，棧， 就能完成所有的工作， 你做要的就是往棧里扔東西（入棧）， 然后從最上面拿東西（出棧） 就行了。?不像intel 的CPU, 搞了巨多的桶，每個桶只能容納一個數， 他們還美名其曰寄存器， 做加法的時候， 先把一個數放到第一個桶， 再把另外一個數放到第二個桶，加起來以后的結果還得找個桶，有些桶還不通用，這么多桶找起來麻煩死了。 "
"可是我們的棧操作起來就麻煩了啊， 你看一個簡單的加法都得操作半天" ?，我不依不饒。
"我們的指令可以優化啊， 不過這我也不太懂"
這個游戲我整整完了一天，沒有線程找我的時候， 我就閑著， String說得對， 熟練以后簡直太簡單了。
String 就不一樣了， 幾乎每時每刻都線程給他打電話要指令， 這么沒辦法， String確實是虛擬機的骨干和精英， 使用頻繁，業務純熟，忙而不亂。
有時候我會看到線程有不止一個工作臺， 而是一摞子工作臺， 也是一個壓一個， 線程們都很老實，永遠在最上面那個工作， 從來不會先干下面的活。
我問java.util.Stack :"這些工作臺也是棧吧"
"猜的不錯，學名叫Java 棧，每個線程都有一個， ?其中的每個工作臺你看過了 ，學名叫棧幀， 知道不？??每個臺子都代表一個方法調用， 這一摞工作臺就方法調用方法導致的啊?"
確實是， 因為我發現一旦調用新方法， 立刻就會形成一個新的工作臺， 壓在老的上面。 方法調用完成后， 棧頂的工作臺就被銷毀了， 線程會在底下的工作臺繼續機械的干活。
第四回 快樂假期
第二天， 0x3704又問我要指令， 我有點生氣： 你就不會記住嗎
0x3704說： 我可不能記住， 萬一你被重新裝載了， 指令變了怎么辦？
我告訴他指令是"iload_0" ， 他剛把數據扔到桶里， ?古怪的事情發生了， 身手敏捷的0x3704突然好像凝固了一樣，不動了。
只聽到String歡呼： “遇到斷點了，碼農開始調試了， 我們放假了！”
"調試？什么調試？"
"就是碼農會單步、手工的執行這些指令，他們慢死了， 可能一秒才能執行一步， 由于我們的時間比他們快的多， 他們的一秒，簡直就是我們的10幾天， 走， 出去玩去"
"出去玩？ 能上哪兒玩” 我覺得這里無聊透頂。
"找我們new 出來的對象玩去"
我想到了之前聯系過我的?對象Account@659e0bfd?， 想著去看看也不錯。
這個叫"堆"的大樓更加擁擠， 全是人， String 的對象當然最多，Stirng類左右逢源，不停的打招呼， 從我創建出來的Account對象幾乎找不到。
一隊全副武裝的士兵不停的在巡邏， 時不時的把對象拉出來，塞到車里去。
“這是在干嘛啊” ?我問String類
"這些人叫清理者， 專門清理沒有用的對象， 你看，車里那不是Account@659e0bfd?嗎"
"?。?昨天我還和他聯系， 他怎么會沒用了呢"
"他很有可能只是個方法的局部變量， 方法結束后， 就沒人引用了， 白白的占用空間， 你看這樓太擁擠了， 如果不清理， 很快就會住滿，系統崩潰， Out Of Memory了"
"那這個樓就不能蓋的更高點嗎？” 我心里有點可憐這些被回收的對象們
"樓有多高，是由碼農們決定的， 他們在啟動虛擬機的時候會指定參數"
"那士兵咋知道誰有用沒用？"
"引用計數唄， 如果對象被使用， 計數就會增加， 不用的時候就會減少， 如果是0 ， 那就可能被清理了。"
"那我們會被清理掉嗎？" 我擔心的問
String類神秘的笑了下： ?"我應該不會， 但是你是有可能的"
我當然明白了， String類是核心員工， ?而我只是從外邊加載過來的一個類而已， 不過我也確實有點想我的家了。
果然，又過了10天，?0x3704才動彈了一下，問我要第二條指令
我想都沒想就告訴了他：“iload_1” 。
接下來又是10天的長假。
第五回 真相大白
漫長的調試假期終于結束了，我剛回到自己的工作間， ?發生了更奇怪的事情， 整個世界毫無征兆的消失了。
我暈暈乎乎，發現還是躺在自家床上， 我是做了一場夢嗎？
可是過去的記憶如此的真切， 到底是怎么回事？
管它呢， 我已經知道了自己所在的房子的門牌號是?C:\workspace\myTaobao\bin\com\mytaobao\domain
探索一下吧，唉 ， 大部分人都非常無趣，不理我。
正當我準備要回去接著睡覺的時候， 我先發現了C:\workspace\myTaobao\src\ 下也有個一模一樣的目錄com\mytaobao\domain，關鍵是里邊竟然有個Account.java !
出生的模糊記憶告訴我， javac 就是從這里把我生成的。
我正要給他打招呼，一個"hi"還沒說出口。
javac 又一次運行， 我被新的Account.class 殘忍的覆蓋掉了！
臨死前， 我終于明白了，這個一個碼農的電腦，碼農在開發程序， 調試程序， 不斷的重啟服務器。
而我這個類隱藏著一個Bug， 經過調試后被發現， 然后Fix了！
(全文完）
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