Java虛擬機(jī)JVM類(lèi)加載機(jī)制(從類(lèi)文件到虛擬機(jī))
什么是類(lèi)的加載
類(lèi)的加載指的是將類(lèi)的.class文件中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)存中,將其放在運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)的方法區(qū)內(nèi),然后在堆區(qū)創(chuàng)建一個(gè)java.lang.Class對(duì)象,用來(lái)封裝類(lèi)在方法區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。類(lèi)的加載的最終產(chǎn)品是位于堆區(qū)中的Class對(duì)象,Class對(duì)象封裝了類(lèi)在方法區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),并且向Java程序員提供了訪問(wèn)方法區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的接口。
類(lèi)加載機(jī)制:所謂的類(lèi)加載機(jī)制就是虛擬機(jī)將class文件加載到內(nèi)存,并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證,轉(zhuǎn)換解析和初始化,形成虛擬機(jī)可以直接使用的java類(lèi)型(即java.lang.class)
JVM的類(lèi)加載機(jī)制分為五個(gè)部分:加載,驗(yàn)證,準(zhǔn)備,解析,初始化,圖示:
所謂JVM加載過(guò)程,是查找和導(dǎo)入class文件,加載過(guò)程:
(1)通過(guò)類(lèi)的全限定名獲取這個(gè)類(lèi)的二進(jìn)制字節(jié)流;
(2)將字節(jié)流所代表的靜態(tài)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為方法區(qū)的運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);
(3)在JVM堆中生成代表這個(gè)類(lèi)的java.lang.class對(duì)象(作為方法區(qū)中這些數(shù)據(jù)的訪問(wèn)入口)
2.2.1、驗(yàn)證(Verify)
JVM驗(yàn)證(Verify)這個(gè)過(guò)程是為了保證被加載類(lèi)的正確性,保證其它后續(xù)步驟的正確正常執(zhí)行,驗(yàn)證的過(guò)程包括:
文件格式驗(yàn)證 元數(shù)據(jù)驗(yàn)證 字節(jié)碼驗(yàn)證 符號(hào)引用驗(yàn)證2.2.2、準(zhǔn)備(Prepare)
準(zhǔn)備(Prepare)階段,是為類(lèi)變量分配內(nèi)存并設(shè)置初始化值的。
eg:
public static int v = 9092;
注意:在類(lèi)加載的準(zhǔn)備(Prepare)階段,v變量是賦值為0的而不是9092,這個(gè)值是在后續(xù)過(guò)程才賦值的
private static int i;public static void main(String[] args) { // 正常打印出0,靜態(tài)變量在類(lèi)加載的準(zhǔn)備階段會(huì)賦值0 System.out.println(i);}
public static void main(String[] args) { // 編譯報(bào)錯(cuò),因?yàn)榫植孔兞繘](méi)賦值不會(huì)自動(dòng)生成初始化值 int i; System.out.println(i);}
2.2.3、解析(Resolve)
這個(gè)階段是將常量池中的符號(hào)引用轉(zhuǎn)換為直接引用的過(guò)程。所謂符號(hào)引用就是class文件中的:
1. CONSTANT_Class_info2. CONSTANT_Field_info3. CONSTANT_Method_info// 等等...
直接引用可以是指向目標(biāo)的指針,相對(duì)偏移量或是一個(gè)能間接定位到目標(biāo)的句柄。
直接引用和字符引用一個(gè)最明顯的區(qū)別是,直接引用是目標(biāo)是已經(jīng)被加載到內(nèi)存的,而字符引用并不一定已經(jīng)加載到內(nèi)存。
2.3、初始化(Initialize)類(lèi)加載的初始化階段,是對(duì)類(lèi)的變量和代碼塊執(zhí)行初始化操作,是執(zhí)行類(lèi)構(gòu)造器的過(guò)程,換句話說(shuō)是對(duì)類(lèi)的靜態(tài)變量,靜態(tài)代碼塊執(zhí)行初始化操作
三、類(lèi)加載器Classloader 3.1、類(lèi)加載器簡(jiǎn)介類(lèi)的加載過(guò)程是在JVM之外的,目的是為了讓?xiě)?yīng)用程序決定如何獲取需要的類(lèi)。
類(lèi)加載,也即類(lèi)加載器通過(guò)類(lèi)的全限定名獲取其定義的二進(jìn)制字節(jié)流,顧名思義,類(lèi)加載器就是來(lái)加載class文件的。
3.2、類(lèi)加載器分類(lèi)類(lèi)加載器可以分為啟動(dòng)類(lèi)加載器,拓展類(lèi)加載器,應(yīng)用程序類(lèi)加載器
類(lèi)的加載原則:按照“雙親委派”的原則加載的,當(dāng)一個(gè)類(lèi)收到了類(lèi)加載請(qǐng)求,他首先不會(huì)嘗試自己去加載這個(gè)類(lèi),而是把這個(gè)請(qǐng)求委派給父類(lèi)去完成,每一個(gè)層次類(lèi)加載器都是如此也即class類(lèi)的加載,按照自頂向下的規(guī)則,由Bootstrap Classload到custom classload,就是由上層的加載類(lèi)來(lái)加載類(lèi)
目的:不管是哪個(gè)加載器加載這個(gè)類(lèi),最終都是委托給頂層的啟動(dòng)類(lèi)加載器進(jìn)行加載,保證了使用不同的類(lèi)加載器最終得到的都是同樣一個(gè) Object 對(duì)象。
附錄:參數(shù)資料
https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/index.html
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