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深入Java虚拟机JVM类加载初始化学习笔记

来源:程序员人生   发布时间:2016-09-06 15:12:56 阅读次数:1423次

1. Classloader的作用,概括来讲就是将编译后的class装载、加载到机器内存中,为了以后的程序的履行提供条件条件。

2. 1段程序引发的思考:

风中叶老师在他的视频中给了我们1段程序,号称是世界上所有的Java程序员都会犯的毛病。

1般不假思索的结论就是,a=1,b=1。给出的缘由是:a、b都是静态变量,在构造函数调用的时候已对a和b都加1了。答案就都是1。但是运行完后答案却是a=1,b=0。

为何呢,这3句不过就是静态变量的声明、初始化,值的变化和声明的顺序还有关系吗?Java不是面向对象的吗?怎样和结构化的语言似地,顺序还有关系。这个就是和Java虚拟机JVM加载类的原理有着直接的关系。

3. 类在JVM中的工作原理

要想使用1个Java类为自己工作,必须经过以下几个进程

1):类加载load:从字节码2进制文件——.class文件将类加载到内存,从而到达类的从硬盘上到内存上的1个迁移,所有的程序必须加载到内存才能工作。将内存中的class放到运行时数据区的方法区内,以后在堆区建立1个java.lang.Class对象,用来封装方法区的数据结构。这个时候就体现出了万事万物皆对象了,干甚么事情都得有个对象。就是到了最底层究竟是鸡生蛋,还是蛋生鸡呢?类加载的终究产物就是堆中的1个java.lang.Class对象。

2):连接:连接又分为以下小步骤

验证:出于安全性的斟酌,验证内存中的字节码是不是符合JVM的规范,类的结构规范、语义检查、字节码操作是不是合法、这个是为了避免用户自己建立1个非法的XX.class文件就进行工作了,或是JVM版本冲突的问题,比如在JDK6下面编译通过的class(其中包括注解特性的类),是不能在JDK1.4的JVM下运行的。

准备:将类的静态变量进行分配内存空间、初始化默许值。(对象还没生成呢,所以这个时候没有实例变量甚么事情)

解析:把类的符号援用转为直接援用(保存)

3):类的初始化: 将类的静态变量赋予正确的初始值,这个初始值是开发者自己定义时赋予的初始值,而不是默许值。

4. 类的主动使用与被动使用

以下是视为主动使用1个类,其他情况均视为被动使用!

1):初学者最为经常使用的new1个类的实例对象(声明不叫主动使用)

2):对类的静态变量进行读取、赋值操作的。

3):直接调用类的静态方法。

4):反射调用1个类的方法。

5):初始化1个类的子类的时候,父类也相当于被程序主动调用了(如果调用子类的静态变量是从父类继承过来并没有复写的,那末也就相当于只用到了父类的东东,和子类无关,所以这个时候子类不需要进行类初始化)。

6):直接运行1个main函数入口的类。

所有的JVM实现(不同的厂商有不同的实现,有人就说IBM的实现比Sun的要好……)在首次主动调用类和接口的时候才会初始化他们。

5. 类的加载方式

1):本地编译好的class中直接加载

2):网络加载:java.net.URLClassLoader可以加载url指定的类

3):从jar、zip等等紧缩文件加载类,自动解析jar文件找到class文件去加载util类

4):从java源代码文件动态编译成为class文件

6. 类加载器

JVM自带的默许加载器

1):根类加载器:bootstrap,由C++编写,所有Java程序没法取得。

2):扩大类加载器:由Java编写。

3):系统类、利用类加载器:由Java编写。

用户自定义的类加载器:java.lang.ClassLoader的子类,用户可以定制类的加载方式。每个类都包括了加载他的ClassLoader的1个援用——getClass().getClassLoader()。如果返回的是null,证明加载他的ClassLoader是根加载器bootstrap。

java.lang.Stringsun.misc.Launcher$AppClassLoader@19821f

,统类、利用类加载器)去加载的。像jre的rt.jar下面的java.lang.*都是默许的根类加载器去加载这些运行时的类。

7. 解释类连接阶段的准备

节的空间,并且为其赋予默许值0,而像b = 10这段代码在此阶段是不起作用的,b仍

然是默许值0。

8.这里面的指针就是

C++的指针

9. 回顾那个诡异的代码

是根据内部类的静态方法要1个Singleton实例。

这个时候就属于主动调用Singleton类了。

以后内存开始加载Singleton类

1):对Singleton的所有的静态变量分配空间,赋默许的值,所以在这个时候,singleton=null、a=0、b=0。注意b的0是默许值,其实不是我们手工为其赋予的的那个0值。

2):以后对静态变量赋值,这个时候的赋值就是我们在程序内行工初始化的那个值了。此时singleton = new Singleton();调用了构造方法。构造方法里面a=1、b=1。以后接着顺序往下履行。

a没有赋值,保持原状a=1。b被赋值了,b本来的1值被覆盖了,b=0。所以结果就是这么来的。类中的静态块static块也是顺序地从上到下履行的。

10. 编译经常量、非编译经常量的静态变量

也就是说编译器很智能的、在编译的时候自己就可以算出4+4是8

,是1个固定的数字。没有甚么未知的因素在里面。

这个时候静态块就履行了,证明类初始化了。在静态final变量在编译时不定的情况下。如果客户程序这个时候访问了该类的静态变量,那就会对类进行初始化,所以尽可能静态final变量尽可能没甚么可变因素在里面1,否则性能会有所降落。

11. ClassLoader的剖析

ClassLoader的loadClass方法加载1个类不属于主动调用,不会致使类的初始化。以下代码块

其实不会让类加载器初始化test01.ClassDemo,由于这不属于主动调用此类。

ClassLoader的关系:

根加载器——》扩大类加载器——》利用类加载器——》用户自定义类加载器

加载类的进程是首先从根加载器开始加载、根加载器加载不了的,由扩大类加载器加载,再加载不了的有利用加载器加载,利用加载器如果还加载不了就由自定义的加载器(1定继承自java.lang. ClassLoader)加载、如果自定义的加载器还加载不了。而且下面已没有再特殊的类加载器了,就会抛出ClassNotFoundException,表面上异常是类找不到,实际上是class加载失败,更不能创建该类的Class对象。

若1个类能在某1层类加载器成功加载,那末这1层的加载器称为定义类加载器。那末在这层类生成的Class援用返回下1层加载器叫做初始类加载器。由于加载成功后返回1个Class援用给它的服务对象——也就是调用它的类加载器。斟酌到安全,父拜托加载机制。

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它里面调用了很多native的方法,也就是通过JNI调用底层C++的代码。

12. 当1个类被加载、连接、初始化后,它的生命周期就开始了,当代表该类的Class对象

不再被援用、即已不可触及的时候,Class对象的生命周期结束。那末该类的方法区内的数据也会被卸载,从而结束该类的生命周期。1个类的生命周期取决于它Class对象的生命周期。由Java虚拟机自带的默许加载器(根加载器、扩大加载器、系统加载器)所加载的类在JVM生命周期中始终不被卸载。所以这些类的Class对象(我称其为实例的模板对象)始终能被触及!而由用户自定义的类加载器所加载的类会被卸载掉!

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