Java中類的加載器及其加載過程

概述

字節(jié)碼文件在類加載器子系統(tǒng)中要進(jìn)行加載、鏈接、初始化等處理，我們這里詳細(xì)來談其中過程

類加載器子系統(tǒng)負(fù)責(zé)從文件系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)中加載Class文件，且ClassLoader只負(fù)責(zé)class文件的加載，至于其能否運(yùn)行，則交由ExecutionEngine來判斷。

加載的類信息存放于一塊稱為方法區(qū)的內(nèi)存空間。除了類的信息以外，方法區(qū)中還會存放運(yùn)行時常量池信息，可能還包括字符串字面量和數(shù)字常量（這部分常量信息是Class文件中常量池部分的內(nèi)存映射）

??class文件最終加載到JVM中，根據(jù)這個文件可以實例化出n個一模一樣的實例，加載到JVM的class文件則被稱為DNA元數(shù)據(jù)模板，放在方法區(qū)。而在這整個文件到元數(shù)據(jù)模板的過程中，類裝載器就起到了一個轉(zhuǎn)換器的作用

轉(zhuǎn)換和執(zhí)行過程：

首先需要裝載目標(biāo)類，再進(jìn)行鏈接，然后對其進(jìn)行初始化，最終調(diào)用對應(yīng)類中的方法

所以，類的加載過程如下??

過程一：Loading

這個過程也稱為加載，但和類的加載不同，這個加載只是其中的一個環(huán)節(jié)，切莫搞混，我們這里用Loading來代替，以防混淆

Loading過程：

• 通過一個類的全限定名獲取定義此類的二進(jìn)制字節(jié)流
• 將這個字節(jié)流所代表的靜態(tài)存儲結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為方法去的運(yùn)行時數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
• 再內(nèi)存中生成一個代表這個類的java.lang.Class對象，作為方法區(qū)這個類的各種數(shù)據(jù)的訪問入口

加載.class文件的幾種方式：

• 從本地系統(tǒng)中直接加載
• 通過系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)獲取，典型場景：Web Applet
• 從zip壓縮包中獲取，成為日后jar、war格式的基礎(chǔ)
• 運(yùn)行時計算生成，使用最多的是：動態(tài)代理技術(shù)
• 由其他文件生成，典型場景：JSP應(yīng)用
• 從專有數(shù)據(jù)庫中提取.class文件，比較少見
• 從加密文件中獲取

過程二：Linking

鏈接階段包括驗證(Verify)、準(zhǔn)備(Prepare)、解析(Resolve)

Verify

目的在于確保Class文件的字節(jié)流中包含信息符合當(dāng)前虛擬機(jī)要求，保證被加載類的正確性，不會威脅虛擬機(jī)自身的安全。

驗證有四種形式：

• 文件格式驗證
• 元數(shù)據(jù)驗證
• 字節(jié)碼驗證
• 符號引用驗證

e.g.:

class字節(jié)碼文件中以CAFEBABE開頭，以供識別

Prepare

該階段為類的變量分配內(nèi)存表并且設(shè)置該變量的默認(rèn)初始值，即零值。

不包含用final修飾的static，因為final在編譯的時候就會分配了，準(zhǔn)備階段會進(jìn)行顯式初始化

同樣也不會為實例變量分配初始化，類變量會分配在方法區(qū)中，但實例變量會隨著對象一起分配到j(luò)ava堆中

Resolve

該階段將常量池內(nèi)的符號引用轉(zhuǎn)換為直接引用的過程

事實上，解析操作往往會伴隨著JVM在執(zhí)行完初始化之后再執(zhí)行

符號引用就是一組符號來描述所引用的目標(biāo)，符號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。直接引用就是直接指向目標(biāo)的指針、相對偏移量或一個間接定位到目標(biāo)的句柄

解析動作主要針對類或接口、字段、類方法、接口方法、方法類型等。對應(yīng)常量池中的CONSTANT_Class_info、CONSTANT_Fieldref_info、CONSTANT_Methodref_info等

過程三：Initialization

該過程是執(zhí)行類構(gòu)造器方法()的過程

此方法不需定義，是javac虛擬機(jī)自動收集類中的所有類變量的賦值動作和靜態(tài)代碼塊中的語句合并而來，所以如果沒有這兩項操作，就不存在這個過程。

這里會出現(xiàn)一個神奇的現(xiàn)象：

static{
    number = 20;
}
private static int number = 10;

這樣也可以執(zhí)行，而執(zhí)行結(jié)果為10，究其原因，number在prepare中早已初始化，并賦值為0，而來到Initialization階段中才會開始進(jìn)行賦值，首先執(zhí)行static塊中的number = 20，后再執(zhí)行number = 10的賦值操作，最后結(jié)果為10。

*但在static中不能對其進(jìn)行引用/調(diào)用，比如打印操作，會報錯：Illegal forward reference*

構(gòu)造器方法中指令按語句在源文件中出現(xiàn)的順序執(zhí)行

()不同于類的構(gòu)造器（關(guān)聯(lián)：構(gòu)造器是虛擬機(jī)視角下的()）

若該類具有父類，JVM會保證子類的()執(zhí)行前，父類的()已經(jīng)執(zhí)行完畢

虛擬機(jī)必須保證一個類的()方法在多線程下被同步加鎖

到此這篇關(guān)于Java中類的加載器及其加載過程的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java類加載器及過程內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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