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jvm类加载机制

2022-01-06 15:34:34   1  举报

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AI智能生成

总结至《深入理解java虚拟机 3》

Java虚拟机

类加载机制

作者其他创作

大纲/内容

概念：从Class文件加载到内存，并对数据进行校验、转换解析和初始化，最终形成可以被虚拟机直接使用的Java类型，这个过程称作虚拟机的类加载机制。

类加载的时机

类生命周期

子主题

解析阶段可以在初始化前后，取决于类的运行时动态绑定

初始化阶段

主动引用（会初始化）

必须初始化：遇到new、 getstatic、 putstatic或invokestatic这四条字节码指令时

必须初始化：使用java.lang.reflect包的方法对类型进行反射调用的时候

必须初始化：当初始化类的时候，如果发现其父类还没有进行过初始化

必须初始化：用户需要指定一个要执行的主类（包含main()方法的那个类）

必须初始化：当使用JDK 7新加入的动态语言支持时，如果一个java.lang.invoke.MethodHandle实例最后的解
析结果为REF_getStatic、 REF_putStatic、 REF_invokeStatic、 REF_newInvokeSpecial四种类型的方法句
柄，并且这个方法句柄对应的类没有进行过初始化，则需要先触发其初始化

必须初始化：当一个接口中定义了JDK 8新加入的默认方法（被default关键字修饰的接口方法）时，如果有
这个接口的实现类发生了初始化，那该接口要在其之前被初始化。

被动引用（不会初始化）

子类引用父类静态字段，子类不会初始化

数组定义来引用类，不会触发此类的初始化，即new OneClass[10]

常量在编译阶段会存入调用类的常量池中，本质上没有直接引用到定义常量的类，因此不会初始化定义常量的类

具体阶段

加载

把二进制文件加载进内存，类信息存入方法区

和验证阶段有交叉

验证

验证：文件格式验证

验证字节流是否符合Class文件格式的规范，通过二进制文件就进入方法区的存储结构了

验证：元数据验证

对字节码描述的信息进行语义分析，符合《java语言规范》

验证：字节码验证

通过数据流分析和控制流分析，确定程序语义是合法的、符合逻辑的。校验分析类的方法体

验证：符号引用验证

符号引用验证可以看作是对类自身以外（常量池中的各种符号引用）的各类信息进行匹配性校验，就是看引用的类、方法、字段是否存在，还有就是是否可问性。

验证阶段可以被关闭，-Xverify:none,即已经被重发使用的类可以不被验证

准备

给类的信息即静态变量分配内存，基础类型初始值，如int为0，7之前在永久代方法区，8开始没有分代，直接在堆里

解析

常量池内的符号引用替换为直接引用的过程

符号引用

符号引用以一组符号来描述所引用的目标，符号可以是任何形式的字面量，只要使用时能无歧义地定位到目标即可。和虚拟机内存无关

直接引用

直接引用是可以直接指向目标的指针、相对偏移量或者是一个能间接定位到目标的句柄。与虚拟机内存直接关联

解析：类或接口、字段、类方法、接口方法、方法类型、方法句柄和调用点限定符这7种

初始化

开始执行源代码内容

执行<cinit>()方法

由类变量赋值动作和static代码块构成，编译器自动收集的

静态语句块中只能访问到定义在静态语句块之前的变量，定义在它之后的变量，在前面的静态语句块可以赋值，不能访问

如果一个类中没有静态语句块，也没有对变量的赋值操作，那么编译器可以不为这个类生成<clinit>()方法

线程安全cinit

类加载器

类由类加载器和其本身共同决定其在虚拟机中的唯一性

双亲委派

启动类加载器(bootstrap classloader)

这个类加载器使用C++语言实现是虚拟机自身的一部分

加载<JAVA_HOME>\lib目录，或者被-Xbootclasspath参数所指定的路径中存放的类，按文件名识别，不认识的不加载

无法直接引用

扩展类加载器（Extension Class Loader）

它负责加载<JAVA_HOME>\lib\ext目录中，或者被java.ext.dirs系统变量所指定的路径中所有的类库

可以引用

应用程序类加载器（Application Class Loader）

它负责加载用户类路径（ClassPath）上所有的类库，默认加载器

可以引用

子主题

过程：如果一个类加载器收到了类加载的请求，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把这个请求委派给父类加载器去完成，每一个层次的类加载器都是如此，因此所有的加载请求最终都应该传送到最顶层的启动类加载器中，只有当父加载器反馈自己无法完成这个加载请求（它的搜索范围中没有找到所需的类）时，子加载器才会尝试自己去完成加载。--交给父类加载，不行才自己加载