JVM———类加载机制(一)

代码编译的结果从本地机器码转变为字节码,是存储格式发展的一小步,却是编程语言发展的一大步。

——跨平台的保障

目录:

1.概述

2.类加载的时机

3.类加载的过程

1.概述

过程概述:

①虚拟机把描述类的数据从class文件加载到内存;②并对数据进行校验、转换解析和初始化;③最终形成可以被虚拟机直接使用的Java类型:这就是虚拟机的类加载机制。

Java里天生可以动态扩展的语言特性是依赖运行期动态加载和动态连接这个特点实现的:

详细解释:与那些在编译时需要进行连接工作的语言不通,在java语言里,类型的加载、连接和初始化过程都是在程序运行期间完成的。

优:为java应用程序提供高度的灵活性

缺:这种策略会令类加载时稍微增加一些性能开销

例:如果编写一个面向接口的应用程序,可以等到运行时再指定其实际的实现类;用户可以通过java预定义的和自定义类加载器,让一个本地应用程序可以在运行时,从网络或者其他地方加载一个二进制流作为程序代码的一部分,这种组装应用程序的方式目前已广泛应用于Java程序当中。

2.类加载的时机

类从被加载到虚拟机内存中开始,到卸载出内存为止,她的整个生命周期包括:加载(Loading)、验证(Verification)、准备(Preparation)、解析(Resolution)、初始化(Initialization)、使用(Using)和卸载(Unloading)七个阶段。

其中验证、准备、解析三个部分统称为连接。

为了支持java语言的运行时绑定(动态绑定),解析阶段可能在初始化之后再开始。

图上的顺序,代表的是各阶段的开始顺序,这些阶段通常都是相互交叉地混合式进行的。

那么加载的时机是什么?

类的加载时机可以由不同虚拟机的具体实现自由把握,但是对视初始化阶段,虚拟机规范是有严格规定的。

有且只有5种情况下必须立即对类进行初始化(对一个类的主动引用):

遇到new、getstatic、putstatic或invokestatic这4条字节码指令时,如果类没有进行过初始化,则需要出发其初始化。生成这4条指令的最常见的java代码场景是(一一对应):使用new关键字实例化对象的时候、读取或设置一个类的静态字段(被final修饰、已在编译期把结果放入常量池的静态字段除外)的时候、以及调用一个类的静态方法的时候。

使用java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用的时候,如果类没有进行过初始化,则需要先触发其初始化。

当初始化一个类的时候,如果发现其父类还没有进行过初始化,则需要先触发其父类的初始化。

当虚拟机启动时,用户需要制定一个要执行的主类(包含main()方法的那个类),虚拟机会先初始化这个主类。

⑤当时用jdk1.7的动态语言支持时,如果一个java.lang.invoke.MethodHandle实例最后解析结果REF_getStatic、REF_putStatic、REF_invokeStatic的方法句柄,并且这个方法的句柄所对应的类没有进行过初始化、则需要先触发其初始化。

除此之类,所有引用类的方法都不会触发初始化,称为被动引用,下面举3个例子:

通过子类引用父类的静态字段,不会导致子类初始化

对于静态字段,只有直接定义这个字段的类才会被初始化。

通过数组定义来引用类,不会触发此类的初始化

SuperClass[] sca=new SuperClass[10];

这段代码不会触发类org.fenixsoft.classloading.SuperClass的初始化阶段,但是这段代码里面触发了另一个名为“[Lorf.fenixsoft.classloading.SuperClass”的类的初始化。它是由虚拟机自动生成的,直接继承于object的子类,创建动作由字节码指令newarray触发。

这个类代表了一个元素类型为org.fenixsoft.classloading.SuperClass的一维数组,数组中应用的属性和方法都实现在这个类里。Java语言中对数组的访问比C/C++相对安全是因为这个类封装了数组元素的访问方法,而C/C++直接翻译为对数组指针的移动。

常量在编译阶段会存入调用类的常量池中,本质上并备有直接引用到定义常量的类,因此不会触发定义常量的类的初始化:实际上常量在编译之后,就已经属于NotInitialization类的常量池了,通过原类名对常量的引用都会转化为对NotInitialization类常量的引用。

注:接口的加载过程与类加载过程稍有一些不同,针对接口需要做一些特殊说明,接口也有初始化过程,接口中虽然不能使用static{}语句块,但是编译器仍会为接口生成“<clinit>()”类构造器,用于初始化接口中所定义的成员变量。

接口与类真正有区别的是前面讲述的5种“有且仅有”需要开始初始化场景中的第三种:当一个类在初始化时,要求其父类全部都已初始化过了,但是一个接口在初始化时,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时候(如引用接口中定义的常量)才会初始化。

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转载自my.oschina.net/u/3786691/blog/1806521