【Java代码的运行过程】 ——每天一点小知识

                                                                              $Java代码的运行过程$          

---

仰望天空，妳我亦是行人.✨
个人主页——微风撞见云的博客
《数据结构与算法》专栏的文章图文并茂生动形象简单易学！欢迎大家来踩踩~
《Java学习笔记》专栏的文章是本人在Java学习中总结的一些知识点~
《每天一点小知识》专栏的文章可以丰富你的知识库，滴水成河~
希望本文能够给读者带来一定的帮助~文章粗浅，敬请批评指正！

---

---

    理解Java代码的运行过程对于开发者来说非常重要，它可以帮助我们更好地理解Java程序的执行流程和类加载机制。通过深入了解这些概念，我们可以更好地理解Java的工作原理和应用程序的执行过程。

---

Java代码的运行过程

    在Java中，当我们运行一个Java程序时，它会经历以下过程：链接、初始化、类加载和双亲委派机制。让我们逐步了解每个过程的含义和作用。

链接

    链接是将Java源代码转换为可执行代码的过程。它分为三个阶段：

1. 验证（Verification）：在这个阶段，Java虚拟机（JVM）将检查字节码的合法性和安全性，以确保它不会对系统造成损害。验证过程包括文件格式验证、元数据验证、字节码验证和符号引用验证。

2. 准备（Preparation）：在准备阶段，JVM为类的静态变量分配内存，并设置默认的初始值。这些变量在此阶段被赋予默认值，如整数类型的变量赋值为0，引用类型的变量赋值为null。

3. 解析（Resolution）：在解析阶段，符号引用被解析为直接引用。符号引用是指用名称来引用类、方法、字段等的方式，而直接引用是指内存地址或偏移量等具体的指针。解析过程可以在编译时进行，也可以在运行时进行。

初始化

    初始化是Java类加载过程的最后一步。当一个类被首次主动使用时，它将被初始化。初始化阶段主要完成以下任务：

1. 静态变量赋值：将静态变量按照代码中的赋值语句进行初始化。

2. 静态代码块执行：如果类中有静态代码块，那么在初始化阶段会执行这些静态代码块。

3. 执行父类的初始化：如果该类有父类，并且父类还没有被初始化，那么会先初始化父类。

    初始化过程是按照严格的顺序进行的，保证了每个类的初始化操作是可控的。

类加载

    类加载是Java代码运行过程的关键步骤之一。它负责将类的字节码加载到JVM中，并对其进行解析、验证和准备。类加载过程主要包括以下步骤：

1. 加载：查找类的字节码，并将其加载到内存中。

2. 连接：包括验证、准备和解析阶段。

3. 初始化：执行类的初始化操作。

类加载过程由类加载器（ClassLoader）执行，Java中有三种类加载器：启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）、扩展类加载器（Extension ClassLoader）和应用程序类加载器（Application ClassLoader）。

• 启动类加载器：负责加载Java核心库，如rt.jar。它是Java虚拟机的一部分，由C++实现。

• 扩展类加载器：负责加载Java扩展库，如ext目录下的JAR文件。它是由Java编写的，是sun.misc.Launcher$ExtClassLoader类的实例。

• 应用程序类加载器：也称为系统类加载器，负责加载应用程序的类路径（Classpath）下的类。它是由Java编写的，是sun.misc.Launcher$AppClassLoader类的实例。

这三种类加载器按照父子关系形成了一种层次结构，即双亲委派模型。

双亲委派机制

    双亲委派机制是Java类加载器的一种工作方式。当一个类加载器接收到加载类的请求时，它会先将这个请求委派给其父加载器进行处理。只有在父加载器无法找到所需类的情况下，子加载器才会尝试自己加载。

这种机制的好处在于可以保证类的加载是一种层次结构，避免了类的重复加载和冲突。它的工作流程如下：

1. 当一个类加载器收到加载类的请求时，首先检查是否已经被加载过。如果已经加载过，直接返回对应的类。

2. 如果尚未加载过，则将加载请求委派给父加载器。

3. 父加载器接收到请求后，重复上述过程，直到到达启动类加载器。如果启动类加载器无法加载该类，将返回一个ClassNotFoundException异常。

4. 如果父加载器成功加载了类，将返回对应的类。子加载器收到类后，也会返回给请求者。

通过双亲委派机制，可以确保类的加载是从上到下的层次结构，避免了类的重复加载和安全性问题。

总结

    Java代码的运行过程包括链接、初始化、类加载和双亲委派机制。链接阶段将Java源代码转换为可执行代码，包括验证、准备和解析。初始化阶段完成静态变量赋值和静态代码块执行等操作。类加载过程由启动类加载器、扩展类加载器和应用程序类加载器完成，并遵循双亲委派机制，确保类的加载是一种层次结构。

---

---

结语

初学一门技术时，总有些许的疑惑，别怕，它们是我们学习路上的点点繁星，帮助我们不断成长。

积少成多，滴水成河。文章粗浅，希望对大家有帮助！

参考文献：

• Java Class Loading Mechanism
• Understanding Class Loading in Java
• The Java ClassLoader
• Understanding the Java ClassLoader