java面试题jvm字节码的加载与卸载

Posted 2020-10-03

虚拟机把描述类的数据从class文件加载到内存，并对数据进行校验，转换分析和初始化，最终形成可以被虚拟节直接使用的JAVA类型，这就是虚拟机的类加载机制。

类从被加载到虚拟机内存到卸载出内存的生命周期包括：加载->连接(验证->准备->解析)->初始化->使用->卸载

初始化的5种情况：

1.使用new关键字实例化对象时，读取或设置一个类的静态字段，除被final修饰经编译结果放在常量池的静态字段，调用类的静态方法时。 2.使用java.lang.reflect包方法对类进行反射调用时。（Class.forName()）。 3.初始化子类时，如果父类没有初始化。 4.虚拟机启动时main方法所在的类。 5.当使用JDK1.7动态语言支持时，java.lang.invoke.MethodHandle实例解析结果为REF_getStatic,REF_putStatic,REF_invokeStatic的方法句柄，且对应类没有进行初始化。

加载 加载是类加载的第一个阶段，虚拟机要完成以下三个过程：

1.通过类的全限定名获取定义此类的二进制字节流。 2.将字节流的存储结构转化为方法区的运行时结构。 3.在内存中生成一个代表该类的Class对象，作为方法区各种数据的访问入口。

验证 目的是确保class文件字节流信息符合虚拟机的要求。

准备 为static修饰的变量赋初值，例如int型默认为0，boolean默认为false。

解析 虚拟机将常量池内的符号引用替换成直接引用。

初始化 初始化是类加载的最后一个阶段，将执行类构造器< init>()方法，注意这里的方法不是构造方法。该方法将会显式调用父类构造器，接下来按照java语句顺序为类变量和静态语句块赋值。

方法调用

Java是一门面向对象的语言，它具有多态性。那么虚拟机又是如何知道运行时该调用哪一个方法？

静态分派是在编译期就决定了该调用哪一个方法而不是由虚拟机来确定，方法重载就是典型的静态分派。 动态分派是在虚拟机运行阶段才能决定调用哪一个方法，方法重写就是典型的动态分派。

动态分派的实现：当调用一个对象的方法时，会将该对象的引用压栈到操作数栈，然后字节码指令invokevirtual会去寻找该引用实际类型。如果在实际类型中找对应的方法，且访问权限足够，则直接返回该方法引用，否则会依照继承关系对父类进行查找。实际上，如果子类没有重写父类方法，则子类方法的引用会直接指向父类方法。

由Java虚拟机自带的类加载器所加载的类，在虚拟机的生命周期中，始终不会被卸载。

　　前面介绍过，Java虚拟机自带的类加载器包括根类加载器、扩展类加载器和系统类加载器。

　　Java虚拟机本身会始终引用这些类加载器，而这些类加载器则会始终引用它们所加载的类的Class对象，因此这些Class对象始终是可触及的。

　　由用户自定义的类加载器加载的类是可以被卸载的。

具体的例子为：

       loader1变量和obj变量间接应用代表Sample类的Class对象，而objClass变量则直接引用它。

　　如果程序运行过程中，将上图左侧三个引用变量都置为null，此时Sample对象结束生命周期，MyClassLoader对象结束生命周期，代表Sample类的Class对象也结束生命周期，Sample类在方法区内的二进制数据被卸载。

　　当再次有需要时，会检查Sample类的Class对象是否存在，如果存在会直接使用，不再重新加载；如果不存在Sample类会被重新加载，在Java虚拟机的堆区会生成一个新的代表Sample类的Class实例(可以通过哈希码查看是否是同一个实例)。