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07-类加载器与类的加载过程

07-类加载器与类的加载过程

作者: 紫荆秋雪_文 | 来源:发表于2021-02-24 07:47 被阅读0次
    JVM流程图.png

    一、类加载器子系统作用

    类加载器子系统.png
    • 类加载器子系统负责从文件系统或者网络中加载 Class 文件,class 文件在文件开头有特定的文件标识
    • ClassLoader 只负责 class 文件的加载,至于它是否可以运行,则由 Execution Engine决定
    • 加载的类信息存放于一块称为\color{#DC143C}{方法区}的内存空间。除了类的信息外,\color{#DC143C}{方法区}中还会存放运行时常量池信息,可能还包括字符串字面量和数字常量(这部分常量信息是 Class 文件中常量池部分的内存映射)

    二、类的加载器过程

    1、加载

    • 通过一个类的\color{#DC143C}{全限定名}获取定义此类的\color{#DC143C}{二进制字节流}
    • 将这个\color{#DC143C}{字节流}所代表的\color{#DC143C}{静态存储结构}转化为\color{#DC143C}{方法区}\color{#DC143C}{运行时数据结构}
    • \color{#DC143C}{在内存中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象},作为方法区中这个类的各种数据的访问入口

    加载.class文件的方式

    • 从本地系统中直接加载
    • 通过网络获取,典型场景:Web Applet
    • 从zip压缩包中读取,成为日后jar、war格式的基础
    • 运行时计算生成,使用最多的是:动态代理技术
    • 由其他文件生成,典型场景:JSP应用
    • 从专有数据库中提取.class文件,比较少见
    • 从加密文件中获取,典型的防Class文件被反编译的保护措施

    2、链接

    验证(Verify)

    • 目的在于确保Class文件的字节流中包含信息符合当前虚拟机要求,保证被加载类的正确性,不会危害虚拟机自身安全
    • 主要包括四种验证:文件格式验证、元数据验证、字节码验证、符号引用验证

    准备(Prepare)

    • \color{#DC143C}{类变量}分配内存并且设置该类变量的默认初始值,即零值
    • 这里不包含用 \color{#DC143C}{final 修饰的 static} ,因为 \color{#DC143C}{final 在编译的时候就会分配了},准备阶段会显示初始化
    • 这里不会为\color{#DC143C}{实例变量分配初始化}\color{#DC143C}{类变量会分配在方法区中},而实例变量是会随着对象一起分配到Java堆中

    1、没有定义任何变量 没有定义任何变量.png

    • 1、init image.png
    • 2、main image.png

    2、定义静态变量 定义静态变量.png

    • 1、init image.png
    • 2、code image.png
      image.png
    • 3、clinit image.png

    3、定义变量 定义变量.png

    • 1、init image.png
    • 2、 image.png

    解析(Resolve)

    • 将常量池内的符号引用转换为直接引用的过程
    • 事实上,解析操作往往会伴随着JVM在执行完初始化之后在执行
    • 符号引用就是一组符号来描述所引用的目标。符号引用的字面量形式明确定义在《Java虚拟机规范》的Class文件格式中。直接引用就是直接指向目标的指针、相对偏移量或一个间接定位到目标的句柄
    • 解析动作主要针对类或接口、字段、类方法、接口方法、方法类型等。对应常量池中的 CONSTANT_Class_info、CONSTANT_Fieldref_info、CONSTANT——Methodref_info等

    3、初始化

    • 初始化阶段就是执行\color{#DC143C}{类构造器方法<clinit>()}的过程
    • 此方法不需定义,是javac编译器自动收集类中的所有\color{#DC143C}{类变量的赋值}动作和\color{#DC143C}{静态代码块中的语句}合并而来
    • 构造器方法中指令按语句在\color{#DC143C}{源文件中出现的顺序执行}
    • \color{#DC143C}{<clinit>()不同于类的构造器}。(关联:构造器是虚拟机视角下的<init>())
    • 若该类具有父类,JVM会保证子类的<clinit>()执行前,父类的<clinit>()已经执行完毕
    • 虚拟机必须保证一个类的<clinit>()方法在多线程下被同步加锁

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