轉(zhuǎn)自:Java——JVM篇——收藏系列來啦(終結(jié)篇)
侵刪刀脏。
2.9.JVM 類加載機(jī)制
JVM 類加載機(jī)制分為五個(gè)部分:加載,驗(yàn)證最住,準(zhǔn)備钞澳,解析,初始化涨缚,下面我們就分別來看一下這
五個(gè)過程轧粟。
2.9.1.1.加載
加載是類加載過程中的一個(gè)階段,這個(gè)階段會(huì)在內(nèi)存中生成一個(gè)代表這個(gè)類的 java.lang.Class 對(duì)
象脓魏,作為方法區(qū)這個(gè)類的各種數(shù)據(jù)的入口兰吟。注意這里不一定非得要從一個(gè) Class 文件獲取,這里既
可以從 ZIP 包中讀仍簟(比如從 jar 包和 war 包中讀壤肯椤)讽膏,也可以在運(yùn)行時(shí)計(jì)算生成(動(dòng)態(tài)代理)檩电,
也可以由其它文件生成(比如將 JSP 文件轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的 Class 類)。
2.9.1.2.驗(yàn)證
這一階段的主要目的是為了確保 Class 文件的字節(jié)流中包含的信息是否符合當(dāng)前虛擬機(jī)的要求府树,并
且不會(huì)危害虛擬機(jī)自身的安全俐末。
2.9.1.3.準(zhǔn)備
準(zhǔn)備階段是正式為類變量分配內(nèi)存并設(shè)置類變量的初始值階段,即在方法區(qū)中分配這些變量所使
用的內(nèi)存空間奄侠。注意這里所說的初始值概念卓箫,比如一個(gè)類變量定義為:
public static int v = 8080;
實(shí)際上變量 v 在準(zhǔn)備階段過后的初始值為 0 而不是 8080,將 v 賦值為 8080 的 put static 指令是
程序被編譯后垄潮,存放于類構(gòu)造器<client>方法之中烹卒。
但是注意如果聲明為:
public static final int v = 8080;
在編譯階段會(huì)為 v 生成 ConstantValue 屬性闷盔,在準(zhǔn)備階段虛擬機(jī)會(huì)根據(jù) ConstantValue 屬性將 v
賦值為 8080。
2.9.1.4.解析
解析階段是指虛擬機(jī)將常量池中的符號(hào)引用替換為直接引用的過程旅急。符號(hào)引用就是 class 文件中
的:
1. CONSTANT_Class_info
2. CONSTANT_Field_info
3. CONSTANT_Method_info
等類型的常量逢勾。
2.9.1.5. 符號(hào)引用
符號(hào)引用與虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)的布局無關(guān),引用的目標(biāo)并不一定要已經(jīng)加載到內(nèi)存中藐吮。各種虛擬
機(jī)實(shí)現(xiàn)的內(nèi)存布局可以各不相同溺拱,但是它們能接受的符號(hào)引用必須是一致的,因?yàn)榉?hào)引
用的字面量形式明確定義在 Java 虛擬機(jī)規(guī)范的 Class 文件格式中谣辞。
2.9.1.6. 直接引用
直接引用可以是指向目標(biāo)的指針迫摔,相對(duì)偏移量或是一個(gè)能間接定位到目標(biāo)的句柄。如果有
了直接引用泥从,那引用的目標(biāo)必定已經(jīng)在內(nèi)存中存在句占。
2.9.1.7.初始化
初始化階段是類加載最后一個(gè)階段,前面的類加載階段之后躯嫉,除了在加載階段可以自定義類加載
器以外辖众,其它操作都由 JVM 主導(dǎo)。到了初始階段和敬,才開始真正執(zhí)行類中定義的 Java 程序代碼凹炸。
2.9.1.8. 類構(gòu)造器<client>
初始化階段是執(zhí)行類構(gòu)造器<client>方法的過程。<client>方法是由編譯器自動(dòng)收集類中的類變
量的賦值操作和靜態(tài)語句塊中的語句合并而成的昼弟。虛擬機(jī)會(huì)保證子<client>方法執(zhí)行之前啤它,父類
的<client>方法已經(jīng)執(zhí)行完畢,如果一個(gè)類中沒有對(duì)靜態(tài)變量賦值也沒有靜態(tài)語句塊舱痘,那么編譯
器可以不為這個(gè)類生成<client>()方法变骡。
注意以下幾種情況不會(huì)執(zhí)行類初始化:
1. 通過子類引用父類的靜態(tài)字段,只會(huì)觸發(fā)父類的初始化芭逝,而不會(huì)觸發(fā)子類的初始化塌碌。
2. 定義對(duì)象數(shù)組,不會(huì)觸發(fā)該類的初始化旬盯。
3. 常量在編譯期間會(huì)存入調(diào)用類的常量池中台妆,本質(zhì)上并沒有直接引用定義常量的類,不會(huì)觸
發(fā)定義常量所在的類胖翰。
4. 通過類名獲取 Class 對(duì)象接剩,不會(huì)觸發(fā)類的初始化。
5. 通過 Class.forName 加載指定類時(shí)萨咳,如果指定參數(shù) initialize 為 false 時(shí)懊缺,也不會(huì)觸發(fā)類初
始化,其實(shí)這個(gè)參數(shù)是告訴虛擬機(jī)培他,是否要對(duì)類進(jìn)行初始化鹃两。
6. 通過 ClassLoader 默認(rèn)的 loadClass 方法遗座,也不會(huì)觸發(fā)初始化動(dòng)作。
2.9.2. 類加載器
虛擬機(jī)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)把加載動(dòng)作放到 JVM 外部實(shí)現(xiàn)俊扳,以便讓應(yīng)用程序決定如何獲取所需的類员萍,JVM 提
供了 3 種類加載器:
2.9.2.1. 啟動(dòng)類加載器(Bootstrap ClassLoader)
1. 負(fù)責(zé)加載 JAVA_HOME\lib 目錄中的,或通過-Xbootclasspath 參數(shù)指定路徑中的拣度,且被
虛擬機(jī)認(rèn)可(按文件名識(shí)別碎绎,如 rt.jar)的類。
2.9.2.2. 擴(kuò)展類加載器(Extension ClassLoader)
2. 負(fù)責(zé)加載 JAVA_HOME\lib\ext 目錄中的抗果,或通過 java.ext.dirs 系統(tǒng)變量指定路徑中的類
庫筋帖。
2.9.2.3. 應(yīng)用程序類加載器(Application ClassLoader):
3. 負(fù)責(zé)加載用戶路徑(classpath)上的類庫。
JVM 通過雙親委派模型進(jìn)行類的加載冤馏,當(dāng)然我們也可以通過繼承 java.lang.ClassLoader
實(shí)現(xiàn)自定義的類加載器日麸。
2.9.3. 雙親委派
當(dāng)一個(gè)類收到了類加載請(qǐng)求,他首先不會(huì)嘗試自己去加載這個(gè)類逮光,而是把這個(gè)請(qǐng)求委派給父
類去完成代箭,每一個(gè)層次類加載器都是如此,因此所有的加載請(qǐng)求都應(yīng)該傳送到啟動(dòng)類加載其中涕刚,
只有當(dāng)父類加載器反饋?zhàn)约簾o法完成這個(gè)請(qǐng)求的時(shí)候(在它的加載路徑下沒有找到所需加載的
Class)嗡综,子類加載器才會(huì)嘗試自己去加載。
采用雙親委派的一個(gè)好處是比如加載位于 rt.jar 包中的類 java.lang.Object杜漠,不管是哪個(gè)加載
器加載這個(gè)類极景,最終都是委托給頂層的啟動(dòng)類加載器進(jìn)行加載,這樣就保證了使用不同的類加載
器最終得到的都是同樣一個(gè) Object 對(duì)象驾茴。
2.9.4. OSGI(動(dòng)態(tài)模型系統(tǒng))
OSGi(Open Service Gateway Initiative)盼樟,是面向 Java 的動(dòng)態(tài)模型系統(tǒng),是 Java 動(dòng)態(tài)化模塊化系
統(tǒng)的一系列規(guī)范锈至。
2.9.4.1. 動(dòng)態(tài)改變構(gòu)造
OSGi 服務(wù)平臺(tái)提供在多種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上無需重啟的動(dòng)態(tài)改變構(gòu)造的功能晨缴。為了最小化耦合度和促使
這些耦合度可管理,OSGi 技術(shù)提供一種面向服務(wù)的架構(gòu)峡捡,它能使這些組件動(dòng)態(tài)地發(fā)現(xiàn)對(duì)方击碗。
2.9.4.2. 模塊化編程與熱插拔
OSGi 旨在為實(shí)現(xiàn) Java 程序的模塊化編程提供基礎(chǔ)條件,基于 OSGi 的程序很可能可以實(shí)現(xiàn)模塊級(jí)
的熱插拔功能棋返,當(dāng)程序升級(jí)更新時(shí)延都,可以只停用雷猪、重新安裝然后啟動(dòng)程序的其中一部分睛竣,這對(duì)企
業(yè)級(jí)程序開發(fā)來說是非常具有誘惑力的特性。
OSGi 描繪了一個(gè)很美好的模塊化開發(fā)目標(biāo)求摇,而且定義了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的所需要服務(wù)與架構(gòu)射沟,同時(shí)
也有成熟的框架進(jìn)行實(shí)現(xiàn)支持殊者。但并非所有的應(yīng)用都適合采用 OSGi 作為基礎(chǔ)架構(gòu),它在提供強(qiáng)大
功能同時(shí)验夯,也引入了額外的復(fù)雜度猖吴,因?yàn)樗蛔袷亓祟惣虞d的雙親委托模型。