JVM-类加载机制

1.类加载机制

1.1什么是类的加载

类的加载是将.class文件中的二进制数据读到内存中,并把它放到运行时数据区的方法区中,在堆区创建一个java.lang.Class对象,用来封装类在方法区中的数据结构。

  • 类加载的最终产品:class对象
  • 类加载时机:jvm预知它要被使用到的时候

1.2类的生命周期

加载

查找并加载类的二进制数据,包括

  1. 通过类的全限定名获得该类的二进制字节流数据
  2. 将这个字节流代表的静态存储结构转为方法区的运行时数据结构
  3. 在堆中生成一个代表这个类的class对象,做外外部访问方法区中数据的入口

验证

确保被加载的class类的字节流符合jvm的要求,大概完成4个阶段的验证动作

  1. 文件格式验证
  2. 元数据验证
  3. 字节码验证
  4. 符号引用验证

准备

为类的静态变量分配内存,初始化成默认值,这些在方法区中分配

  1. 仅仅对类变量(static)分配内存,不包括实例变量,实例变量在实例化时伴随对象一起分配
  2. 这里说的初始值是数据类型默认零值(0、null、false等),不是被显示赋予的值

解析

jvm将常量池内的符号引用替换为直接饮用的过程,针对类、接口、字段、类方法、接口方法、方法类型、方法句柄。

  1. 符号引用:以一组符号描述所引用对象,与jvm的内存布局无关。
  2. 直接饮用:直接指向目标的指针、相对偏移、句柄,与jvm内存布局相关。

初始化

为类的静态变量赋予正确的初始值,真正开始执行Java程序代码(字节码)。初始化步骤:

  1. 如果这个类还没有被加载和连接,先加载连接这个类;
  2. 如果这个类的父类还没有被初始化,先初始化父类;
  3. 如果类中有初始化语句,系统依次执行。

初始化时机:

  1. 创建类的实例,new
  2. 访问/赋值 类或接口的静态变量
  3. 调用类的静态方法
  4. 反射(如Class,forName("com.demo.Test"))
  5. 初始化某个类的子类,父类也会被初始化
  6. jvm启动时被标明为启动类的类(Java Test),java.exe

结束生命周期

  1. 执行System.exit()
  2. 程序正常执行结束
  3. 程序执行过程中遇到异常或错误而终止
  4. 操作系统出现错误导致jvm进程终止

1.3类加载器

有三种类加载器

  • 启动类加载器:Bootstrap ClassLoader,不能被Java程序直接引用
  • 扩展类加载器:Extension ClassLoader,开发者可以使用
  • 应用程序类加载器:Application ClassLoader,负责加载用户类路径指定的类,开发者可以直接使用

1.4类的加载

类的加载有三种模式

  1. 命令行启动时由jvm初始化加载
  2. 通过Class.forName()动态加载
  3. 通过ClassLoader.loadClass()动态加载
Class.forName()和ClassLoader.loadClass()区别
Class.forName():加载.class文件同时,会对类进行解释,执行static块
ClassLoader.loadClass():只将.class文件加载到jvm中

1.5 双亲委派模型

工作流程是: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,而是把请求委托给父加载器去完成,依次向上,因此,所有的类加载请求最终都应该被传递到顶层的启动类加载器中,只有当父加载器在它的搜索范围中没有找到所需的类时,即无法完成该加载,子加载器才会尝试自己去加载该类。

2.内存模型

JVM-类加载机制_第1张图片
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