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從JVM分析Java的類(lèi)的加載和卸載機(jī)制

 更新時(shí)間:2015年11月04日 08:51:59   作者:圣騎士Wind的博客  
這篇文章主要介紹了從JVM分析Java的類(lèi)的加載和卸載機(jī)制,講解了Java類(lèi)的聲明周期,需要的朋友可以參考下

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類(lèi)的加載
  類(lèi)的加載指的是將類(lèi)的.class文件中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)存中,將其放在運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)的方法區(qū)內(nèi),然后在堆區(qū)創(chuàng)建一個(gè)java.lang.Class對(duì)象,用來(lái)封裝類(lèi)在方法區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

  加載.class文件的方式:

  1.從本地系統(tǒng)中直接加載

  2.通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下載.class文件

  3.從zip,jar等歸檔文件中加載.class文件

  4.從專有數(shù)據(jù)庫(kù)中提取.class文件

  5.將Java源文件動(dòng)態(tài)編譯為.class文件

  類(lèi)的加載的最終產(chǎn)品是位于堆區(qū)中的Class對(duì)象。

  Class對(duì)象封裝了類(lèi)在方法區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),并且向Java程序員提供了訪問(wèn)方法區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的接口。

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類(lèi)加載器
  加載器有兩種類(lèi)型:

  1.Java虛擬器自帶的加載器

        根類(lèi)加載器(Bootstrap)

        擴(kuò)展類(lèi)加載器(Extension)

        系統(tǒng)類(lèi)加載器或稱應(yīng)用加載器(System)

  后兩種加載器是Java實(shí)現(xiàn)的,根類(lèi)加載器是C++寫(xiě)的,程序員無(wú)法在Java代碼中獲得該類(lèi)。

  2.用戶自定義的類(lèi)加載器

        java.lang.ClassLoader的子類(lèi)

        用戶可以定制類(lèi)的加載方式 

  類(lèi)加載器并不需要等到某個(gè)類(lèi)被首次主動(dòng)使用時(shí)再加載它。

  JVM規(guī)范允許類(lèi)加載器在預(yù)料某個(gè)類(lèi)將要被使用時(shí)就預(yù)先加載它,如果在預(yù)先加載的過(guò)程中遇到了.class文件缺失或存在錯(cuò)誤,類(lèi)加載器必須在程序首次主動(dòng)使用該類(lèi)時(shí)才報(bào)告錯(cuò)誤(LinkageError)。如果這個(gè)類(lèi)一直沒(méi)有被程序主動(dòng)使用,那么類(lèi)加載器就不會(huì)報(bào)告錯(cuò)誤。

類(lèi)的卸載機(jī)制
類(lèi)的生命周期
  當(dāng)Sample類(lèi)被加載、連接和初始化后,它的生命周期就開(kāi)始了。

  當(dāng)代表Sample類(lèi)的Class對(duì)象不再被引用,即不可觸及時(shí),Class對(duì)象就會(huì)結(jié)束生命周期,Sample類(lèi)在方法區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)也會(huì)被卸載,從而結(jié)束Sample類(lèi)的生命周期。

  由此可見(jiàn),一個(gè)類(lèi)何時(shí)結(jié)束生命周期,取決于代表它的Class對(duì)象何時(shí)結(jié)束生命周期。

引用關(guān)系
  加載器和Class對(duì)象:

  在類(lèi)加載器的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)中,用一個(gè)Java集合來(lái)存放所加載類(lèi)的引用。

  另一方面,一個(gè)Class對(duì)象總是會(huì)引用它的類(lèi)加載器。調(diào)用Class對(duì)象的getClassLoader()方法,就能獲得它的類(lèi)加載器。

  由此可見(jiàn),Class實(shí)例和加載它的加載器之間為雙向關(guān)聯(lián)關(guān)系。

  類(lèi)、類(lèi)的Class對(duì)象、類(lèi)的實(shí)例對(duì)象:

  一個(gè)類(lèi)的實(shí)例總是引用代表這個(gè)類(lèi)的Class對(duì)象。

  在Object類(lèi)中定義了getClass()方法,這個(gè)方法返回代表對(duì)象所屬類(lèi)的Class對(duì)象的引用。

  此外,所有的Java類(lèi)都有一個(gè)靜態(tài)屬性class,它引用代表這個(gè)類(lèi)的Class對(duì)象。

 

類(lèi)的卸載
  由Java虛擬機(jī)自帶的類(lèi)加載器所加載的類(lèi),在虛擬機(jī)的生命周期中,始終不會(huì)被卸載。

  前面介紹過(guò),Java虛擬機(jī)自帶的類(lèi)加載器包括根類(lèi)加載器、擴(kuò)展類(lèi)加載器和系統(tǒng)類(lèi)加載器。

  Java虛擬機(jī)本身會(huì)始終引用這些類(lèi)加載器,而這些類(lèi)加載器則會(huì)始終引用它們所加載的類(lèi)的Class對(duì)象,因此這些Class對(duì)象始終是可觸及的。

  由用戶自定義的類(lèi)加載器加載的類(lèi)是可以被卸載的。

具體例子

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loader1變量和obj變量間接應(yīng)用代表Sample類(lèi)的Class對(duì)象,而objClass變量則直接引用它。

  如果程序運(yùn)行過(guò)程中,將上圖左側(cè)三個(gè)引用變量都置為null,此時(shí)Sample對(duì)象結(jié)束生命周期,MyClassLoader對(duì)象結(jié)束生命周期,代表Sample類(lèi)的Class對(duì)象也結(jié)束生命周期,Sample類(lèi)在方法區(qū)內(nèi)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)被卸載。

  當(dāng)再次有需要時(shí),會(huì)檢查Sample類(lèi)的Class對(duì)象是否存在,如果存在會(huì)直接使用,不再重新加載;如果不存在Sample類(lèi)會(huì)被重新加載,在Java虛擬機(jī)的堆區(qū)會(huì)生成一個(gè)新的代表Sample類(lèi)的Class實(shí)例(可以通過(guò)哈希碼查看是否是同一個(gè)實(shí)例)。

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