jvm類加載機制之加載過程

jvm類加載機制之加載過程

java後端
如下圖所示,JVM類加載機制分爲五個部分:加載,驗證,準備,解析,初始化,下面我們就分別來看一下這五個過程。
jvm類加載過程

  • 加載
    加載是類加載過程中的一個階段,這個階段會在內存中生成一個代表這個類的java.lang.Class對象,作爲方法區這個類的各種數據的入口。注意這裏不一定非得要從一個Class文件獲取,這裏既可以從ZIP包中讀取(比如從jar包和war包中讀取),也可以在運行時計算生成(動態代理),也可以由其它文件生成(比如將JSP文件轉換成對應的Class類)。

  • 驗證
    這一階段的主要目的是爲了確保Class文件的字節流中包含的信息是否符合當前虛擬機的要求,並且不會危害虛擬機自身的安全。

  • 準備
    準備階段是正式爲類變量分配內存並設置類變量的初始值階段,即在方法區中分配這些變量所使用的內存空間。注意這裏所說的初始值概念,比如一個類變量定義爲:

public static int v = 8080;

實際上變量v在準備階段過後的初始值爲0而不是8080,將v賦值爲8080的putstatic指令是程序被編譯後,存放於類構造器方法之中,這裏我們後面會解釋。
但是注意如果聲明爲:

public static final int v = 8080;

在編譯階段會爲v生成ConstantValue屬性,在準備階段虛擬機會根據ConstantValue屬性將v賦值爲8080。

  • 解析
    解析階段是指虛擬機將常量池中的符號引用替換爲直接引用的過程。符號引用就是class文件中的:
    CONSTANT_Class_info
    CONSTANT_Field_info
    CONSTANT_Method_info
    等類型的常量。

下面我們解釋一下符號引用和直接引用的概念:

符號引用與虛擬機實現的佈局無關,引用的目標並不一定要已經加載到內存中。各種虛擬機實現的內存佈局可以各不相同,但是它們能接受的符號引用必須是一致的,因爲符號引用的字面量形式明確定義在Java虛擬機規範的Class文件格式中。

直接引用可以是指向目標的指針,相對偏移量或是一個能間接定位到目標的句柄。如果有了直接引用,那引用的目標必定已經在內存中存在。

  • 初始化
    初始化階段是類加載最後一個階段,前面的類加載階段之後,除了在加載階段可以自定義類加載器以外,其它操作都由JVM主導。到了初始階段,纔開始真正執行類中定義的Java程序代碼。

初始化階段是執行類構造器方法的過程。方法是由編譯器自動收集類中的類變量的賦值操作和靜態語句塊中的語句合併而成的。虛擬機會保證方法執行之前,父類的方法已經執行完畢。p.s: 如果一個類中沒有對靜態變量賦值也沒有靜態語句塊,那麼編譯器可以不爲這個類生成()方法。

注意以下幾種情況不會執行類初始化:

通過子類引用父類的靜態字段,只會觸發父類的初始化,而不會觸發子類的初始化。

定義對象數組,不會觸發該類的初始化。

常量在編譯期間會存入調用類的常量池中,本質上並沒有直接引用定義常量的類,不會觸發定義常量所在的類。

通過類名獲取Class對象,不會觸發類的初始化。

通過Class.forName加載指定類時,如果指定參數initialize爲false時,也不會觸發類初始化,其實這個參數是告訴虛擬機,是否要對類進行初始化。

通過ClassLoader默認的loadClass方法,也不會觸發初始化動作。

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