java:類的加載機(jī)制

1.引言

由于本人比較菜挺邀,看的這些都是百度看了很多的博客然后明白了揉忘,然后做下記錄。沒得自己的見解端铛,抱歉泣矛!

2.正題

先看看類的生命周期:

20160308184325593.png

其中類加載的過程包括了加載、驗(yàn)證禾蚕、準(zhǔn)備您朽、解析、初始化五個(gè)階段换淆。在這五個(gè)階段中哗总,加載、驗(yàn)證倍试、準(zhǔn)備和初始化這四個(gè)階段發(fā)生的順序是確定的讯屈,而解析階段則不一定,它在某些情況下可以在初始化階段之后開始县习,這是為了支持Java語言的運(yùn)行時(shí)綁定(也成為動(dòng)態(tài)綁定或晚期綁定)涮母。另外注意這里的幾個(gè)階段是按順序開始谆趾,而不是按順序進(jìn)行或完成,因?yàn)檫@些階段通常都是互相交叉地混合進(jìn)行的叛本,通常在一個(gè)階段執(zhí)行的過程中調(diào)用或激活另一個(gè)階段沪蓬。

加載

1.將class文件轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制文件;
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)行時(shí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)来候;
3.在內(nèi)存中生成一個(gè)代表這個(gè)類的java.lang.Class對(duì)象跷叉,作為方法區(qū)這個(gè)類的各種數(shù)據(jù)的訪問入口;

驗(yàn)證

驗(yàn)證是連接階段的第一步吠勘,這一階段的目的檢查.class 文件的數(shù)據(jù)性芬,規(guī)范是不是符合標(biāo)準(zhǔn)。為什么呢剧防。calss文件的生成可以有很多方式 例如16進(jìn)制的編譯器。當(dāng)一些人故意在class文件中使壞辫樱。很容易讓jvm崩潰峭拘。所以需要這個(gè)驗(yàn)證機(jī)制。
文件格式驗(yàn)證:驗(yàn)證字節(jié)流是否符合Class文件格式的規(guī)范狮暑;例如:是否以0xCAFEBABE開頭鸡挠、主次版本號(hào)是否在當(dāng)前虛擬機(jī)的處理范圍之內(nèi)、常量池中的常量是否有不被支持的類型搬男。

元數(shù)據(jù)驗(yàn)證:對(duì)字節(jié)碼描述的信息進(jìn)行語義分析(注意:對(duì)比javac編譯階段的語義分析)拣展,以保證其描述的信息符合Java語言規(guī)范的要求;例如:這個(gè)類是否有父類缔逛,除了java.lang.Object之外备埃。

字節(jié)碼驗(yàn)證:通過數(shù)據(jù)流和控制流分析,確定程序語義是合法的褐奴、符合邏輯的按脚。

符號(hào)引用驗(yàn)證:確保解析動(dòng)作能正確執(zhí)行。

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)初始值的階段敦冬,這些內(nèi)存都將在方法區(qū)中分配辅搬。對(duì)于該階段有以下幾點(diǎn)需要注意:
1、這時(shí)候進(jìn)行內(nèi)存分配的僅包括類變量(static)脖旱,而不包括實(shí)例變量堪遂,實(shí)例變量會(huì)在對(duì)象實(shí)例化時(shí)隨著對(duì)象一塊分配在Java堆中。
2萌庆、這里所設(shè)置的初始值通常情況下是數(shù)據(jù)類型默認(rèn)的零值(如0溶褪、0L、null踊兜、false等)竿滨,而不是被在Java代碼中被顯式地賦予的值佳恬。

這里還需要注意如下幾點(diǎn):

對(duì)基本數(shù)據(jù)類型來說,對(duì)于類變量(static)和全局變量于游,如果不顯式地對(duì)其賦值而直接使用毁葱,則系統(tǒng)會(huì)為其賦予默認(rèn)的零值,而對(duì)于局部變量來說贰剥,在使用前必須顯式地為其賦值倾剿,否則編譯時(shí)不通過。
· 對(duì)于同時(shí)被static和final修飾的常量蚌成,必須在聲明的時(shí)候就為其顯式地賦值前痘,否則編譯時(shí)不通過;而只被final修飾的常量則既可以在聲明時(shí)顯式地為其賦值担忧,也可以在類初始化時(shí)顯式地為其賦值芹缔,總之,在使用前必須為其顯式地賦值瓶盛,系統(tǒng)不會(huì)為其賦予默認(rèn)零值最欠。
· 對(duì)于引用數(shù)據(jù)類型reference來說,如數(shù)組引用惩猫、對(duì)象引用等芝硬,如果沒有對(duì)其進(jìn)行顯式地賦值而直接使用,系統(tǒng)都會(huì)為其賦予默認(rèn)的零值轧房,即null拌阴。
· 如果在數(shù)組初始化時(shí)沒有對(duì)數(shù)組中的各元素賦值,那么其中的元素將根據(jù)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)類型而被賦予默認(rèn)的零值

解析

class文件中都是用符號(hào)化表示相應(yīng)的變量奶镶。解析的過程就是將符號(hào)引用迟赃,變成直接引用(例如,地址)实辑。
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捺氢,解析動(dòng)作主要針對(duì)類或接口、字段剪撬、類方法摄乒、接口方法、方法類型残黑、方法句柄和調(diào)用點(diǎn)限定符7類符號(hào)引用進(jìn)行馍佑。符號(hào)引用就是一組符號(hào)來描述目標(biāo),可以是任何字面量梨水。
直接引用就是直接指向目標(biāo)的指針拭荤、相對(duì)偏移量或一個(gè)間接定位到目標(biāo)的句柄。

初始化

初始化疫诽,為類的靜態(tài)變量賦予正確的初始值舅世,JVM負(fù)責(zé)對(duì)類進(jìn)行初始化旦委,主要對(duì)類變量進(jìn)行初始化。在Java中對(duì)類變量進(jìn)行初始值設(shè)定有兩種方式:
①聲明類變量是指定初始值
②使用靜態(tài)代碼塊為類變量指定初始值
JVM初始化步驟
1雏亚、假如這個(gè)類還沒有被加載和連接缨硝,則程序先加載并連接該類
2、假如該類的直接父類還沒有被初始化罢低,則先初始化其直接父類
3查辩、假如類中有初始化語句,則系統(tǒng)依次執(zhí)行這些初始化語句

類初始化時(shí)機(jī):只有當(dāng)對(duì)類的主動(dòng)使用的時(shí)候才會(huì)導(dǎo)致類的初始化网持,類的主動(dòng)使用包括以下六種:

– 創(chuàng)建類的實(shí)例宜岛,也就是new的方式

– 訪問某個(gè)類或接口的靜態(tài)變量,或者對(duì)該靜態(tài)變量賦值

– 調(diào)用類的靜態(tài)方法

– 反射(如Class.forName(“com.shengsiyuan.Test”))

– 初始化某個(gè)類的子類功舀,則其父類也會(huì)被初始化

– Java虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)被標(biāo)明為啟動(dòng)類的類(Java Test)萍倡,直接使用java.exe命令來運(yùn)行某個(gè)主類

結(jié)束生命周期
?在如下幾種情況下,Java虛擬機(jī)將結(jié)束生命周期
– 執(zhí)行了System.exit()方法
– 程序正常執(zhí)行結(jié)束
– 程序在執(zhí)行過程中遇到了異潮偬或錯(cuò)誤而異常終止
– 由于操作系統(tǒng)出現(xiàn)錯(cuò)誤而導(dǎo)致Java虛擬機(jī)進(jìn)程終止

今天主要copy了人家的一些關(guān)于類從編譯到初始化遣铝,各階段做的事。下一節(jié)會(huì)copy 一些類的啟動(dòng)器莉擒。

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