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Java进阶之深入理解JVM类加载机制

2024-12-02 21:27

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本文全面讲解类加载过程;

一、类加载介绍

1、类加载生命周期

从类被加载到虚拟机内存中开始,到卸载出内存为止,它的整个生命周期分为7个阶段,加载(Loading)、验证(Verification)、准备(Preparation)、解析(Resolution)、初始化(Initialization)、使用(Using)、卸载(Unloading);

其中验证、准备、解析三个部分统称为连接;

2、类加载的过程

二、类加载过程详解

类加载的全过程:加载、验证、准备、解析和初始化五个阶段所执行的具体操作

1、加载阶段

1、这在个阶段,虚拟机要做的事情有如下三个:

通过一个类的全限定名来获取定义这个类的二进制字节流;

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;

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;

这里的二进制字节流并不一定要从Class文件获取,只要一段二进制字节流符合Class文件的规范,都可以当做一个Class文件,例如我们可以从jar包中获取,从网络中获取,运行时生成等,总之获取Class文件的方式非常多。

2、这里需要注意的是通过一个类的全限定名来获取定义这个类的二进制字节流的动作是有类加载器完成的,对于非数组类的加载,我们可以通过自定义类加载器加载来进行控制。对于数组类就不行,因为它不是通过类加载器创建的,而是由Java虚拟机直接创建的;

但数组类和非数组类也有很大的联系,毕竟组成数组的元素就是非数组类(对于一维数组来说,而对于多维数组来说,可以递归加载),非数组类的创建需要类加载器完成。加载创建一个数组类的过程如下:

2、验证阶段

3、准备阶段

准备阶段是正式为类变量分配内存并设置类变量初始值的阶段,这些变量所使用的内存都将在方法区中进行分配。这个阶段中需要注意两点,首先,这个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,实例变量就在对象实例化时随着对象一起分配在Java堆中,其次,这里所说的初始值通常是数据类型的零值;

4、解析阶段

下面是四中符号符号引用的解析过程:

(1) 类或接口的解析

假设当前代码处于类D中,如果要把一个从未解析过的符号引用N解析为一个类或接口C的直接引用,虚拟机将经历如下的过程:

(2)字段解析

要解析一个未被解析过的字段符号引用,首先将会对字段表内class_index项中索引的CONSTANT_Class_info符号引用进行解析,也就是字段所属的类或借口的符号引用。如果解析这个类或接口时发生异常,都会导致解析字段的失败。如果解析成功,才会继续解析这个字段。具体的规则如下:

(3)类方法解析

类方法解析的第一个步骤和字段解析一样,也需要先解析出类方法表的class_index项中索引的方法所属的类或接口的符号引用,如果解析成功,按照如下步骤继续(同样以C来表示这个类):

(4)接口方法解析

接口方法也要解析接口方法表的class_index所属的类或接口引用,如果解析成功,用C表示这个类或接口,虚拟机按照如下的规则搜索:

5、初始化阶段

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。

前面已经知道,在准备阶段变量已经赋值过一次系统初始值了,而在初始化阶段,则会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它内容。即,初始化阶段是执行类构造器()方法的过程。下面是()方法的特点:

总结

类加载这类的文章会陆续出几篇,希望大家喜欢!

本文转载自微信公众号「Android开发编程」

 

来源:Android开发编程内容投诉

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