JVM类加载机制---类加载的过程

一、类加载的时机
  类从被加载到虚拟机内存中开始,到卸载出内存为止,它的整个生命周期包括:加载、验证、准备、解析、初始化、使用、卸载 7个阶段,其中验证、准备、解析 3个部分统称为 连接。

二、具体步骤解析

1、加载
  加载阶段,虚拟机要完成以下3件事情:
  1)通过一个类的全限定名来获取定义此类的二进制字节流;
  2)将这个字节流所代表的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构;
  3)在内存中生成一个代表这个类的java.lang.class对象,作为方法区这个类的各种数据的访问入口。

  相对于类加载过程的其他阶段,一个非数组类的加载阶段是开发人员可控性最强的,因为加载阶段既可以使用系统提供的引导类加载器来完成,也可以由用户自定义的类加载器去完成,开发人员可以通过重写一个类加载器的loadClass()方法来实现。
  对于数组类而言,情况有所不同,数组类本身不通过类加载器创建,它是由java虚拟机直接创建,但最终还是要靠类加载器去创建,数组类的创建遵循以下规则:
  1)如数组的组件类型是引用类型,就递归采用加载过程去加载这个组件类型;
  2)如数组的组件类型不是引用类型,java虚拟机将会把数组标记为与引导类加载器关联;
  3)数组类的可见性与它的组件的可见性一致,如果组件类型不是引用类型,那么数组类可见性默认为public

2、验证
  这一阶段的目的是为了确保Class文件的字节流中包含的信息符合当前虚拟机的需求,并且不会危害到虚拟机自身的安全。验证大致会完成下面4个阶段的校验动作:
  1)文件格式验证:
    这阶段的验证是基于二进制字节流进行的,只有通过了这个阶段的验证后,字节流才会进入内存的方法区中进行存储,所以后面3个验证阶段都是基于方法区的存储结构进行的,不会再直接操作字节流。
  2)元数据验证:
    对字节码描述的信息进行语义分析,以保证其描述的信息符合Java语言规范的要求。
  3)字节码验证:
    通过数据流和控制流分析,确定程序语义是合法的、符合逻辑的。在第二阶段对元数据信息中的数据类型做完校验后,这个阶段将对类的方法体进行校验,保证被校验类的方法在运行时不会做出危害虚拟机安全的事件。
  4)符号引用验证:
    发生在虚拟机将符号引用转化为直接引用的时候,这个动作将在连接的第三阶段---解析阶段中发生。该过程可以看做是对类自身以外(常量池中的各种符号引用)的信息进行匹配性校验,目的是确保解析动作能正常执行。

3、准备
  此阶段正式为类变量分配内存并设置类变量的初始值,这些变量所使用的内存都将在方法区中进行分配(注:这时候进行内存分配的仅包括类变量(被static修饰的变量)),而不包括实例变量,实例变量将在对象实例化时随着对象一起分配在Java堆中。

4、解析
  此阶段是虚拟机将常量池中的符号引用替换为直接引用。
  1)类或接口的解析
  2) 字段解析
  3)类方法解析
  4)接口方法解析:因接口中所有方法默认都是public的,所以不存在访问权限的问题,因此接口方法的符号解析不会抛出java.lang.IllegalAccessError异常。

5、初始化(执行类构造器<clinit>()方法的过程)
  <clinit>()方法是由编译器自动收集类中所有类变量的赋值动作和静态语句块中的语句合并产生的,编译器收集的顺序是由语句在源文件中出现的顺序所决定的,静态语句块中只能访问到定义在静态语句块之前的变量,在前面的静态语句块可以赋值,但是不能访问。
  <clinit>()方法与类的构造函数不同,它不需要显示的调用父类构造器,虚拟机会保证在子类的<clinit>()方法执行前,父类的<clinit>()方法已经执行完毕。
  <clinit>()方法对于类或者接口来说不是必须的,虚拟机会保证一个类的<clinit>()方法在多线程环境中被正确的加锁、同步。

时间: 2024-10-09 22:03:06

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类初始化阶段是类加载过程的最后一步,前面的类加载过程中,除了在加载阶段用户应用程序可以通过自定义类加载器参与之外,其余动作完全由虚拟机主导和控制.到了初始化阶段,才真正开始执行类中定义的Java程序代码(或者说是字节码). 在准备阶段,变量已经赋过一次系统要求的初始值,而在初始化阶段,则根据程序员通过程序制定的主观计划去初始化类变量和其他资源,或者可以从另外一个角度来表达:初始化阶段是 执行类构造器<clinit>()方法的过程.我们在下文会讲解<clinit>()方法是怎么生成的

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解析阶段是虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程,符号引用在前一章讲解 Class文件格式的时候已经出现过多次,在Class文件中它以CONSTANT_Class_info. CONSTANT_Fieldref_info.CONSTANT_Methodref_info等类型的常量出现,那解析阶段中所说的直接引用与符号引用又有什么关联呢? 符号引用(Symbolic References):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

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在了解下面的举的例子之前我们先来了解一下类的加载顺序? 1 public class test1 { 2 public static void main(String[] args) { 3 C c = new C(); 4 } 5 } 6 7 class A{ 8 int a = 0; 9 Method m = new Method(a); 10 static int a1 = 10; 11 static{ 12 System.out.println("A:执行静态代码块A"+a1)

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1.加载 虚拟机需要干三件事: ①.通过一个类的的全限定名来获取定义此类的二进制字节流(没有规定二进制字节流从那里获取,怎样获取,许多java技术也都建立在这基础上) ②将这个字节流所代表的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构(将常量池转变成运行时常量池) ③在内存中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象,作为方法区着各类的各种数据的访问入口. 相比较于类加载过程的其他阶段,非数组类获取类的二进制字节流的动作是开发人员可控性最强的,因为加载阶段既可以使用系统提供的引导类加载器

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