一,類加載機(jī)制
虛擬機(jī)把描述類的數(shù)據(jù)從Class文件加載到內(nèi)存,并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn),轉(zhuǎn)換解析和初始化,最終形成可以被虛擬機(jī)直接使用的Java類型,這就是虛擬機(jī)的類加載機(jī)制
二,類加載的時(shí)機(jī)----什么時(shí)候類進(jìn)行加載?
- 遇到new,getstatic,putstatic和invokestatic這四條字節(jié)碼指令時(shí),如果沒有進(jìn)行過初始化,則需要先觸發(fā)其初始化
- new:使用new關(guān)鍵字實(shí)例化對(duì)象的時(shí)候
- getstatic:設(shè)置一個(gè)類的靜態(tài)字段
- putstatic:讀取一個(gè)類的靜態(tài)字段
若靜態(tài)字段被final修飾,已經(jīng)在編譯期把結(jié)果放入常量池的靜態(tài)字段除外 - 調(diào)用一個(gè)類的靜態(tài)方法的時(shí)候
- 使用java.lang.reflect包的方法對(duì)類進(jìn)行反射調(diào)用的時(shí)候,如果類沒有進(jìn)行過初始化,則需要先觸發(fā)其初始化
- 當(dāng)初始化一個(gè)類的時(shí)候,如果發(fā)現(xiàn)其父類還沒有進(jìn)行過初始化,則需要先觸發(fā)其父類初始化
- 當(dāng)虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí),用戶需要指定一個(gè)要執(zhí)行的主類(包含main()方法的那個(gè)類),虛擬機(jī)會(huì)先初始化這個(gè)主類
- 當(dāng)使用JDK1.7的動(dòng)態(tài)語言支持時(shí),如果一個(gè)java.lang.invoke.MethodHandle實(shí)例最后的解析結(jié)果REF_getstatic, REF_putstatic, REF_invokestatic的方法句柄,并且這個(gè)方法句柄所對(duì)應(yīng)的類沒有進(jìn)行過初始化,則需要先觸發(fā)其初始化
需要注意的是:
1,對(duì)于靜態(tài)字段,只有直接定義這個(gè)字段的類才會(huì)被初始化,因此通過子類來引用父類中定義的靜態(tài)字段,
只會(huì)觸發(fā)父類的初始化而不會(huì)觸發(fā)子類的初始化
2,常量(final)在編譯階段會(huì)存入調(diào)用類的常量池中,本質(zhì)上并沒有直接引用到定義常量的類,因此不會(huì)
觸發(fā)定義常量的類的初始化
3,當(dāng)接口初始化時(shí),并不要求其父接口全部都完成了初始化,只有在真正使用到父接口的時(shí)候(如引用接口
中定義的常量)才會(huì)初始化.
三,類加載的過程
java虛擬機(jī)中類加載的全過程----加載,鏈接(驗(yàn)證,準(zhǔn)備,解析),初始化
1,加載
在加載階段,虛擬機(jī)需要完成以下三件事情
- 通過一個(gè)類的全限定名來獲取定義此類的二進(jìn)制字節(jié)流
- 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)
- 在內(nèi)存中生成一個(gè)代表這個(gè)類的java.lang.Class對(duì)象,作為方法區(qū)這個(gè)類的各種數(shù)據(jù)的訪問入口
2,驗(yàn)證
- 文件格式驗(yàn)證
主要是驗(yàn)證字節(jié)流是否符合Class文件格式的規(guī)范 - 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,保證其描述的信息符合Java語言規(guī)范的要求
-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,符合邏輯的 - 符號(hào)引用驗(yàn)證
虛擬機(jī)將符號(hào)引用轉(zhuǎn)化為直接引用的時(shí)候,這個(gè)轉(zhuǎn)化動(dòng)作將在解析階段發(fā)生
3,準(zhǔn)備
準(zhǔn)備階段是正式為類變量分配內(nèi)存并設(shè)置初始化值的階段.這些變量所使用的內(nèi)存都將在方法區(qū)中進(jìn)行分配
4,解析
- 類或接口的解析
- 字段解析
- 類方法解析
- 接口方法解析
5,初始化
初始化階段是執(zhí)行類構(gòu)造器<clinit>()方法的過程
- <clinit>()方法怎么生成的呢?
<clinit>()方法是由編譯器自動(dòng)收集類中的所有類變量的賦值動(dòng)作和靜態(tài)語句塊塊(static{})中的語句合并產(chǎn)生的,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)語句塊只能訪問到定義在靜態(tài)語句塊之前的變量;定義在他之后的變量,在前面的靜態(tài)語句塊可以賦值,但是不能訪問. - <clinit>()方法的一些特點(diǎn)
- <clinit>()方法與類的構(gòu)造方法(或者說實(shí)例構(gòu)造器<init>())不同,他不需要顯式地調(diào)用父類構(gòu)造器,虛擬機(jī)會(huì)保證子類的<clinit>()方法執(zhí)行之前,父類的<clinit>()已經(jīng)執(zhí)行完畢. 因此在虛擬機(jī)中第一個(gè)被執(zhí)行<clinit>()的類是java.lang.Object
- 由于父類的<clinit>()方法先執(zhí)行,也就意味著父類中定義的靜態(tài)語句塊要優(yōu)先于子類的變量賦值操作
- <clinit>()對(duì)于類或接口來說不是必須的,如果一個(gè)類中沒有靜態(tài)語句塊,也沒有對(duì)靜態(tài)變量的賦值操作**,那么編譯器可以不為這個(gè)類生成<clinit>()
- 接口中不能使用靜態(tài)語句塊,但仍然有變量初始化的賦值操作,因此接口與類一樣都會(huì)生成<clinit>()方法.但是接口與類不同,執(zhí)行接口的<clinit>()方法不需要先執(zhí)行父接口的<clinit>()方法.只有當(dāng)父接口中定義的變量使用時(shí),父接口才會(huì)初始化.另外,接口的實(shí)現(xiàn)類在初始化時(shí)也一樣不會(huì)執(zhí)行接口的<clinit>()方法.
- 虛擬機(jī)會(huì)保證一個(gè)類的<clinit>()方法在多線程環(huán)境中被正確的執(zhí)行
四,練習(xí)題
1,打印結(jié)果是什么?
class SingleTon {
private static SingleTon singleTon = new SingleTon();
public static int count1;
public static int count2 = 0;
private SingleTon() {
count1++;
count2++;
}
public static SingleTon getInstance() {
return singleTon;
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
SingleTon singleTon = SingleTon.getInstance();
System.out.println("count1=" + singleTon.count1);
System.out.println("count2=" + singleTon.count2);
}
}
2,打印結(jié)果是什么?
public class Test {
public static int k = 0;
public static Test t1 = new Test("t1");
public static Test t2 = new Test("t2");
public static int i = print("i");
public static int n = 99;
private int a = 0;
public int j = print("j");
{
print("構(gòu)造塊");
}
static {
print("靜態(tài)塊");
}
public Test(String str) {
System.out.println((++k) + ":" + str + " i=" + i + " n=" + n);
++i;
++n;
}
public static int print(String str) {
System.out.println((++k) + ":" + str + " i=" + i + " n=" + n);
++n;
return ++i;
}
public static void main(String args[]) {
Test t = new Test("init");
}
}
參考:
1,<<深入理解Java虛擬機(jī) JVM高級(jí)特性與最佳實(shí)踐 第二版 周志明>>
