第七章 虚拟机类加载机制 总结

Posted 2021-01-18 misscai

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。

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，转换解析和初始化，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。

（一）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，它的整个生命周期包括：加载，验证，准备，解析，初始化，使用和卸载7个阶段。其中验证，准备，解析3个部分统称为连接

 

 

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（二）类加载的过程

详细说一下Java虚拟机中类加载的全过程，也就是加载，验证，准备，解析和初始化这五个阶段所执行的具体动作。

（1）加载

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。

（2）验证

  验证是连接阶段的第一步，这一阶段的目的是为了确保Class文件的字节流中包含的信息符合当前虚拟机的要求，并且不会危害虚拟机自身的安全。

  验证阶段是非常重要的，这个阶段是否严谨，直接决定了Java虚拟机是否能承受恶意代码的攻击，从执行性能的角度上讲，验证阶段的工作量在虚拟机的类加载子系统中又占了相当大的一部分。

  验证分为4个阶段的检验动作

1. 文件格式验证： 验证字节流是否符合Class文件格式规范。
2. 元数据验证：对类的元数据信息进行语义校验。
3. 字节码验证：通过数据流和控制流分析，确定程序语义是合法的，符合逻辑的。
4. 符号引用验证：对类自身以外的信息进行匹配性校验。

（3）准备

准备阶段是正式为类变量分配内存并设置类变量初始值的阶段，这些变量所使用的内存都将在方法区中进行分配。

（4）解析

解析阶段是虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程

1. 类或接口的解析：　
2. 字段解析：
3. 类方法解析：
4. 接口方法解析：

（5）初始化

类初始化阶段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可以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和控制。到了初始化阶段，才真正开始执行类中定义的Java程序代码。

 

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（三）类加载器

虚拟机设计团队把类加载阶段中的“通过一个类的全限定名来获取描述此类的二进制字节流”这个动作放到Java虚拟机外部去实现，以便让应用程序自己决定如何去获取所需要的类。实现这个动作的代码模块称为“类加载器”。

（1）类与类加载器

　　对于任意一个类，都需要由加载它的类加载器和这个类本身一同确立其在Java虚拟机中的唯一性，每一个类加载器，都拥有一个独立的类名称空间。

（2）双亲委派模型

　　

　　类加载器之间的这种层次关系，称为类加载器的双亲委派模型。双亲委派模型要求除了顶层的启动类加载器外，其余的类加载器都应当有自己的父类加载器。这里类加载器之间的父子关系一般不会以继承的关系来实现，而都是使用组合关系来复用父加载器的代码。

（3）破坏双亲委派模型

　　出现过三次较大的规模的“被破坏”情况

1. 第一次被破坏发生在双亲委派模型出现之前--即JDK1.2发布之前。
2. 第二次破坏是由这个模型自身的缺陷所导致的。
3. 第三次被破坏是由于用户对程序动态性的追求而导致的。

 

 

 

 

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　　　　　　　　　　　人生不就是这样，充满未知与挑战。