jvm的组成部分详解——————类加载机制!

类加载过程:https://blog.csdn.net/acm_lkl/article/details/79188967原文链接 

以下是自己的总结:

类加载的整个生命周期包含以下几个:加载、验证、准备、解析、初始化、使用、卸载

但是可以确定的加载过程只有以下几个:加载、验证、解析、初始化、卸载

知道整个加载过程以后我们要知道什么时候会加载类:有5种情况会被加载

1.遇到new、getstatic、putstatic或invokestatic这四条字节码指令时,如果类没有进行初始化,则需要先触发其初始化。生成这四条指令的场景Java代码场景是:使用new关键词实例化类的对象、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)、调用一个类的静态方法的时候。 

2.使用java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用的时候,如果类还没有进行过初始化,则需要先进行初始化。 
3)当初始化一个类的时候,如果发现其父类还没有初始化,则需要先初始化其父类。 
4)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) 当使用JDK1.7的动态语言支持时,如果一个java.lang.invoke.MethodHandle实例最后的解析结果是REF_getStatic、REF_putStatic、REF_invokeStatic的方法句柄,并且这个方法句柄对应的类没有进行过初始化,则需要先触发其初始化。 
以上5中情况被称为一个类的主动引用

一.加载阶段

加载”是“类加载”(Class Loading)过程的一个阶段,希望读者没有混淆这两个看起来很相似的名词。在加载阶段,虚拟机需要完成以下3件事情:
1)通过一个类的全限定名来获取定义此类的二进制字节流。
2)将这个字节流所代表的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构。
3)在内存中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象,作为方法区这个类的各种数据的访问入口。

二。验证阶段:

 主要就是为了保证加载的Class文件是否是安全的,符合jvm规范的,不符合就会输出“虚拟机就应抛出一个java.lang.VerifyError异常或其子类异常”

这里根据《深入了解jvm》有详细的解析,不想再复述!

三。准备阶段:

这个阶段就是分配内存的阶段,比如类变量的初始值设置,分配内存,他们都是保存在方法区内存,

这个阶段中有两个容易产生混淆的概念需要强调一下,首先,这时候进行内存分配的仅包括类变量(被static修饰的变量),而不包括实例变量,实例变量将会在对象实例化时随着对象一起分配在Java堆中。其次,这里所说的初始值“通常情况”下是数据类型的零值,假设一个类变量的定义为:

public static int value=123;

那变量value在准备阶段过后的初始值为0而不是123,因为这时候尚未开始执行任何Java方法,而把value赋值为123的putstatic指令是程序被编译后,

四。解析阶段:

主要做的事情就是把jvm中常量池的符号引用改为直接引用!

符号引用:

符号引用(Symbolic References):符号引用以一组符号来描述所引用的目标,符号可以是任何形式的字面量,只要使用时能无歧义地定位到目标即可。符号引用与虚拟机实现的内存布局无关,引用的目标并不一定已经加载到内存中。各种虚拟机实现的内存布局可以各不相同,但是它们能接受的符号引用必须都是一致的,因为符号引用的字面量形式明确定义在Java虚拟机规范的Class文件格式中。(如果这部分不太理解建议百度,不想误导别人,引用了《深入了解JVM》)

直接引用(Direct References):直接引用可以是直接指向目标的指针、相对偏移量或是一个能间接定位到目标的句柄。直接引用是和虚拟机实现直接引用(Direct References):直接引用可以是直接指向目标的指针、相对偏移量或是一个能间接定位到目标的句柄。直接引用是和虚拟机实现。

*:对于一个符号引用,虚拟机会在第一次加载之后就对其进行缓存,并且如果成功加载一个符号引用之后后续再次加载相同的符号引用是不会再次进行解析了。对于加载成功与否,如果第一次加载失败了,那么后续所有对该符号引用的使用都会加载失败,如果第一次加载成功了,那么后续所有对其再次加载也都会成功。

五.初始化:
初始化是类加载过程的最后一步,前面的类加载过程中,除了在加载阶段用户应用程序通过自定义类加载器参与之外,其余动作完全由虚拟机主导。到了初始化过程,才会真正开始执行类中定义的Java程序代码。这一步主要就是执行静态变量的初始化,包括静态变量的赋值和静态初始化块的执行。这里需要引入一个类构造器<clinit>()方法,下面对其进行简单的介绍:

<clinit>()方法是由编译器自动收集类中的所有类变量的赋值动作和静态初始化块中的语句合并产生的,编译器收集的顺序是由语句在源文件中出现的顺序决定的,静态初始化块中只能访问到定义在静态语句块之前的变量,定义在它之后的变量静态语句块中可以赋值但是不能访问(这里有一点需要注意,静态初始化块和静态变量赋值语句执行顺序是按定义顺序来的,并不是说初始化块一定会在静态赋值语句之后执行)。
<clinit>()方法与类的构造函数不同,它不需要显示的调用父类的<clinit>()方法,虚拟机会保证在子类的<clinit>()方法执行之前,父类的<clinit>()方法已经执行完毕。因此在虚拟机中第一个被执行的<clinit>()方法的类肯定是java.lang.Object。
<clinit>()方法对于类或接口来说不是必需的,如果一个类中没有静态语句块,也没有对变量的赋值操作,那么编译器可以不为这个类生成<clinit>()方法。
接口中不能使用静态初始化块,但是仍有static变量的赋值操作,所以也会有<clinit>()方法,但是接口执行<clinit>()方法不需要先执行父接口的<clinit>()方法。只有当父接口中定义的变量被使用到时,才会执行<clinit>()方法。
虚拟机会保证一个类的<clinit>()方法在多线程环境中被正确的加锁、同步,如果多个线程同时去初始化一个类,那么只会有一个线程去执行这个类的<clinit>()方法,其它线程都需要阻塞等待。
 

关于jvm的类加载器:建议愿意花时间的同学去买一本《自己动手写jvm》的书!现在有多个开源版本

本文引用了《深入了解jvm》的一些文段!

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转载自blog.csdn.net/weixin_41244495/article/details/83303470
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