Java类加载器

Posted 2020-12-14 黑面书生

类的生命周期

加载-验证-准备-解析-初始化-使用-卸载

1 加载阶段

把.class二进制数据读到内存中，并放到方法区，然后在堆中创建一个Java.lang.Class对象，这个对象就是用来封装类在方法区的数据结构的。
所以，类加载机制的最终产物是：在堆中创建了java.lang.Class对象，这个对象提供了访问方法区内部数据结构的接口。

2 验证阶段

这个主要就是验证包的签名等

• 文件格式验证：验证字节流是否符合Class文件格式的规范，并且能被当前版本的JVM处理。只有验证通过了，字节流才会进入方法区存储。
• 元数据验证：比如类是否有父类，类是否继承了不能被继承的类等，保证不存在不符合Java语言规范的元数据信息。
• 字节码验证：对类的方法体进行校验分析
• 符号引用验证：对常量池中的各种符号引用进行校验

3 准备阶段

为静态变量分配内存，并设置初始值。
内存分配动作发生在方法区的，在准备阶段，给类成员进行初始化。

类型	初始化值
String	null
Object	null
int	0

4 解析阶段

将符号引用转成直接引用
说白了，就是，将变量换成内存中真实地址，都将高级的东西解析为机器识别的底层东西。

• 符号引用： 用一组符号描述所引用的目标，引用的目标不一定已经加载到内存中。
• 直接引用：直接指向目标的指针、相对偏移量、间接定位到目标的句柄，直接引用的目标已经在内存中。

5 初始化（最重要的）

5-1 初始化2种方式

初始化有生命类变量和静态代码块2种方式，它们的优先级相同，谁在前面谁先来。

static int age = 20;
    static{
        System.out.println("hello,world");
        System.out.println(age);
    }

6 初始化的触发几种情况

6-1 创建类对象的时候

• new
• 反射
• 对象的反序列化

6-2 调用类的某个静态方法

package com.siyu;

public class Claloader {
    static int age = 20;
    static{
        System.out.println("hello,world");
        System.out.println(age);
    }

    public static void getName(){
        String name = Thread.currentThread().getName();
        System.out.println(name);
    }
}

package com.siyu;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
//        调用类的某个静态方法，触发类的初始化
        Claloader.getName();
//        hello,world
//        20
//        main
    }
}

6-3 调用某个类或接口中的类变量

package com.siyu;

public class Claloader {
    static int age = 20;
    static{
        System.out.println("hello,world");
        System.out.println(age);
    }

    public static void getName(){
        String name = Thread.currentThread().getName();
        System.out.println(name);
    }
}

package com.siyu;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
//        调用类的某个静态方法，触发类的初始化
        int age = Claloader.age;
//        hello,world
//        20
    }
}

6-4 调用子类静态变量，引父类初始化

package com.siyu;

public class Claloader {
    static int age = 20;
    static{
        System.out.println("hello,world");
        System.out.println(age);
    }

    public static void getName(){
        String name = Thread.currentThread().getName();
        System.out.println(name);
    }
}

class Sub extends Claloader{
    static String name = "nezha";
    static {
        System.out.println("这是子类的静态代码块");
    }
}

package com.siyu;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {

        int age = Sub.age;
//        hello,world
//        20
    }
}

6-5 直接用java.exe运行某个类

7 注意的是

• 子类引用父类静态变量，不会引发子类初始化
• 通过数组定义引用类，不会引起类初始化
• 使用final修饰的为常量，不会引起初始化

8 java类加载器

JVM加载字节码文件靠的是类加载器，这个操作是在JVM外部实现的。

这样应用程序就可以自己决定如何获取所需的类。

如果两个类来自同一个Class文件，但是由不同的类加载器加载，那么者两个类一定是不相等。

从JVM角度讲，只有两种加载器。一种是启动类加载器，是虚拟机自身的一部分，由C++语言实现；

还有就是其他类加载器，由Java语言实现，全都继承自抽象类java.lang.ClassLoader 独立于虚拟机外部。

从开发角度看，主要分为这三种：

启动类加载器(Bootstrap ClassLoader)：加载<JAVA_HOME>lib目录中，或者被 -Xbootclasspath参数所指定的路径中。
扩展类加载器(Extension ClassLoader)：主要加载<JAVA_HOME>libext目录中的
应用程序类加载器(Application ClassLoader)：加载用户类路径(ClassPath)上所指定的类库。如果我们没有自定义过自己的类加载器，那么这就是程序默认的类加载器。

在使用类加载器加载类的过程种，最好遵循双亲委派模型。双亲委派的原理是：类加载器收到加载类的请求时，先把这个请求委派给父类加载去完成，每一层次的加载器按这个这个逻辑执行。那么所有的加载请求最终都应该传送到顶层的启动类加载中。父加载器无法加载，子加载器才会自己加载。这样做的好处是可以避免类的重复加载，保证程序运行的稳定性。