學(xué)習(xí)Java類加載機(jī)制

加載(Loading)翁涤、驗(yàn)證(Verification)打肝、準(zhǔn)備(Preparation)坤邪、解析(Resolution)惭蹂、初始化(Initialization)伞插、使用(Using)、卸載(unloading)

類的生命周期

下面主要詳細(xì)的講類加載的過程盾碗,也就是加載媚污、驗(yàn)證、準(zhǔn)備廷雅、解析和初始化這5個(gè)階段所執(zhí)行的具體動(dòng)作耗美。

加載

“加載”是"類加載"過程的一個(gè)階段,在加載階段虛擬機(jī)需要完成三件事情:

  1. 通過一個(gè)類的全限定名來定義這個(gè)類二進(jìn)制字節(jié)流
  2. 將這個(gè)字節(jié)流所代表的靜態(tài)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為方法區(qū)的運(yùn)行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
  3. 在內(nèi)存中生成一個(gè)代表這個(gè)類的java.lang.class對(duì)象航缀,作為方法區(qū)這個(gè)類的各個(gè)數(shù)據(jù)訪問入口

驗(yàn)證

驗(yàn)證是連接階段的第一步商架,這一階段的目的是為了確保Class文件的字節(jié)流中包含的信息符合當(dāng)前虛擬機(jī)的要求,并且不會(huì)危害虛擬機(jī)自身的安全芥玉。

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(被static修飾的變量蛇摸,而不包括實(shí)例變量,實(shí)例變量將會(huì)在對(duì)象實(shí)例化時(shí)隨著對(duì)象一起分配在Java堆中灿巧。)初始值的階段赶袄,這些變量所使用的內(nèi)存 都將在方法區(qū)中進(jìn)行分配。
需要說明的一點(diǎn)事抠藕,這里所說的初始值“通常情況”下是數(shù)據(jù)類型的零值饿肺,
例如:

 public static int value=123;

在準(zhǔn)備階段過后的初始化value是0 而不是123盾似,因?yàn)檫@個(gè)時(shí)候尚未執(zhí)行Java方法敬辣,而把value賦值為123的putstatic指令是程序被編譯后,存放在類構(gòu)造器方法中的,所以把value賦值123的動(dòng)作將在初始化階段才會(huì)執(zhí)行溉跃。

解析

解析階段是虛擬機(jī)將常量池內(nèi)的符號(hào)引用替換為直接引用的過程汰聋,類或接口的解析、字段解析喊积、類方法解析烹困、接口方法解析

初始化

在準(zhǔn)備階段,變量已經(jīng)賦過一次系統(tǒng)要求的初始值乾吻,而在初始化階段髓梅,則根據(jù)程序員通過程序制定的主觀計(jì)劃去初始化類變量和其他資源,或者可以從另外一個(gè)角度來表達(dá):初始化階段是執(zhí)行類構(gòu)造器<clinit>()方法的過程绎签。
<clinit>()方法是由編譯器自動(dòng)收集類中的所有變量的賦值動(dòng)作和靜態(tài)語句塊(static{}塊)中的語句合并產(chǎn)生的枯饿,編譯器收集的順序是由語句在源文件中出現(xiàn)的順序所決定的,靜態(tài)語句塊中只能訪問到定義在靜態(tài)語句塊之前的變量诡必,定義在它之后的變量奢方,在前面的靜態(tài)語句塊可以賦值,但是不能訪問爸舒;

static {
    i = 0;//編譯時(shí)可以賦值
    System.out.println(i);/編譯時(shí)提示Illegl forward reference
}
static int i=1;

<clinit>()方法與類的構(gòu)造函數(shù)或者說實(shí)例構(gòu)造器<init>()方法不同蟋字,它不需要顯示的調(diào)用父類構(gòu)造器,虛擬機(jī)會(huì)保證在子類的<clinit>()方法執(zhí)行之前扭勉,父類的<clinit>()方法已經(jīng)執(zhí)行完畢鹊奖。因此在虛擬機(jī)中第一個(gè)被執(zhí)行的<clinit>()方法的類肯定是java.lang.object。

由于父類的<clinit>()方法先執(zhí)行涂炎,也就意味著父類中定義的靜態(tài)語句塊優(yōu)先于子類的變量賦值操作

類加載器

在類加載階段中提到——“通過一個(gè)類的全限定名來定義這個(gè)類二進(jìn)制字節(jié)流”忠聚,這個(gè)動(dòng)作是放在Java虛擬機(jī)外部實(shí)現(xiàn)的,以便程序自己決定如何去獲取所需要的類唱捣,實(shí)現(xiàn)這一動(dòng)作的代碼模塊就是"類加載器"两蟀。
類加載器的作用
類加載器雖然說只是用于類的加載,但還起到另一層作用——通過類加載器和這個(gè)類本身一同確定其在Java虛擬機(jī)的中唯一性震缭,每個(gè)類加載器也有一個(gè)獨(dú)立的類空間赂毯。換一句話說就,比較兩個(gè)類是否相等蛀序,不只是這兩個(gè)類是否是是來自同一個(gè)class文件欢瞪,還要由同一個(gè)類加載器來完成加載過程活烙,否則這兩個(gè)類不相等徐裸。

下面通過一段代碼來演示這一過程:

  public static void main(String[]args)throws Exception {
    ClassLoader myLoader = new ClassLoader() {
        @Override
        public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
            try {
                String fileName = name.substring(name.lastIndexOf(".") + 1) + ".class";
                InputStream is = getClass().getResourceAsStream(fileName);
                if (is == null) {
                    return super.loadClass(name);
                }
                byte[] b = new byte[is.available()];
                is.read(b);
                return defineClass(name, b, 0, b.length);
            } catch (IOException e) {
                throw new ClassNotFoundException(name);
            }
        }
    };
    Object obj = myLoader.loadClass("com.captain.wds.classLoad.ClassLoadTest").newInstance();
    System.out.println(obj.getClass());
    ClassLoader classLoader = ClassLoadTest.class.getClassLoader();
    System.out.println("classLoader  :" + classLoader.toString());

    System.out.println("myLoader  :" + myLoader.toString());
    System.out.println(obj instanceof com.captain.wds.classLoad.ClassLoadTest);
}

打印結(jié)果:

class com.captain.wds.classLoad.ClassLoadTest
classLoader  :sun.misc.Launcher$AppClassLoader@74a14482
myLoader  :com.captain.wds.classLoad.ClassLoadTest$1@330bedb4
false

可以發(fā)現(xiàn),雖然是同一個(gè)類啸盏,但通過instanceof關(guān)鍵字的結(jié)果是false重贺,一個(gè)是通過系統(tǒng)應(yīng)用程序的類加載器加載而成,另一個(gè)是我們自定義的類加載器,雖然都是來之同一個(gè)class文件气笙,得到的對(duì)象卻不同等次企。

雙親委派模型

從Java虛擬機(jī)的角度上講,只存在兩種不同的類加載器:一種啟動(dòng)類加載器潜圃,是虛擬機(jī)的一部分缸棵,由C/C++來實(shí)現(xiàn)的:另一類就是其他所有類加載器,這類加載器獨(dú)立于虛擬機(jī)谭期,由Java代碼實(shí)現(xiàn)堵第,并且全部繼承至Java.lang.ClassLoader。


類加載器雙親委派模型

類加載器之間的這種層次關(guān)系隧出,稱為類加載器的雙親委派模型(ParentsDelegation Model)踏志。雙親委派模型要求除了頂層的啟動(dòng)類加載器外,其余的類加載器都應(yīng)當(dāng)有自己的父類加載器胀瞪。這里類加載器之間的父子關(guān)系一般不會(huì)以繼承(Inheritance)的關(guān)系來實(shí)現(xiàn)针余,而是都使用組合(Composition)關(guān)系來復(fù)用父加載器的代碼。
雙親委派模型的工作過程是:如果一個(gè)類加載器收到了類加載的請(qǐng)求凄诞,它首先不會(huì)自己去加載圆雁,而是把這個(gè)請(qǐng)求委派給父類加載器完成,依次類推帆谍,每個(gè)類加載請(qǐng)求都會(huì)傳遞到頂層的啟動(dòng)類加載中摸柄,只有當(dāng)父類加載器無法完成這個(gè)類加載請(qǐng)求時(shí),子類加載器才會(huì)嘗試自己去加載既忆。

在java.lang.ClassLoader這個(gè)類中驱负,實(shí)現(xiàn)雙親委派的主要代碼也相當(dāng)簡(jiǎn)單,先檢查是否已經(jīng)被加載過,若沒有加載則調(diào)用父加載器的loadClass()方法患雇,若父加載器為空則默認(rèn)使用啟動(dòng)類加載器作為父加載器跃脊。如果父類加載失敗,拋出ClassNotFoundException異常后苛吱,再調(diào)用自己findClass()方法進(jìn)行加載酪术。

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
    throws ClassNotFoundException
{
        // First, check if the class has already been loaded
        //首先先檢查這個(gè)類是否已經(jīng)被加載
        Class<?> c = findLoadedClass(name);
        if (c == null) {
            try {
                if (parent != null) {
                    c = parent.loadClass(name, false);
                } else {
                    c = findBootstrapClassOrNull(name);
                }
            } catch (ClassNotFoundException e) {
                // ClassNotFoundException thrown if class not found
                // from the non-null parent class loader  
                //如果父類加載器拋出ClassNotFoundException 
                //說明父類加載器無法完成這個(gè)加載請(qǐng)求
            }

            if (c == null) {
                // If still not found, then invoke findClass in order
                // to find the class.
                //在父類加載器無法完成的情況下,調(diào)用自身的findClass來進(jìn)行加載請(qǐng)求
                c = findClass(name);
            }
        }
        return c;
}

好了關(guān)于類加載機(jī)制的內(nèi)容就學(xué)習(xí)到這了??????


風(fēng)后面是風(fēng)翠储,天空上面是天空绘雁,而你的生活可以與眾不同

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