Jvm类加载的过程

Posted 2022-01-30 dyloder

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• Jvm类加载的过程
  • 类加载的时机
  • 类加载过程
  • 类加载器

Jvm类加载的过程

类加载的时机

类从被加载到虚拟机内存开始，到卸载出内存为止，整个生命周期包括：加载，验证，准备，解析，初始化，使用和卸载
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规定5种情况：

• 遇到new,getstatic，putstatic或invokestatic这四条字节码指令时，如果类没有进行过初始化，则需要先触发初始化
• 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，用户需要指定一个要执行的主类（包含main方法的类），虚拟机会先初始化这个类
• 当时用,JDK1.7的动态语言支持时，如果一个java.lang.invoke.MethodHandle实例后的解析结果是REF_getStatic、REF_putStatic、REF_invokeStatic的方法句柄，并且这个方法句柄对应的类还没有进行过初始化，则需要先触发其初始化

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类加载过程

加载

• 加载是类加载过程的一个阶段，在加载阶段虚拟机需要完成三件事
  • 通过一个类的全限定名来获取定义此类的辅而进之字节流
  • 讲字节流所代表的的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构
  • 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

验证

• 验证就是确保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
  • 文件格式验证：验证字节流是否符合Class文件格式的规范
  • 元数据验证：对字节码描述的信息进行语义分析（注意：对比javac编译阶段的语义分析），以保证其描述的信息符合Java语言规范的要求
  • 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
  • 符号引用验证：确保解析动作能正确执行。

准备

• 准备阶段是正式为类静态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在方法区中进行分配
  • 这时候进行内存分配的仅包括类变量（static），而不包括实例变量，实例变量会在对象实例化时随着对象一块分配在Java堆中
  • 这里所设置的初始值通常情况下是数据类型默认的零值（如0、0L、null、false等），而不是被在Java代码中被显式地赋予的值

    public static int value = 123 //在准备阶段 value的值是 0 并不是123

  • 如果属性有Constant Value 属性，那么在准备阶段变量就会被初始化为所指定的值

     public static final int value = 123 // 准备阶段value 的值为123

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
  • 直接引用：直接引用可以使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
  • 符号引用：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的定位到目标即可
    主要包含：
• 类或接口的解析
• 字段解析
• 类方法解析
• 接口方法解析

初始化

• 初始化，为类的静态变量赋予正确的初始值，JVM负责对类进行初始化，主要对类变量进行初始化。在Java中对类变量进行初始值设定有两种方式：
  ①声明类变量是指定初始值
  ②使用静态代码块为类变量指定初始值
• JVM初始化步骤：
  1、假如这个类还没有被加载和连接，则程序先加载并连接该类
  2、假如该类的直接父类还没有被初始化，则先初始化其直接父类
  3、假如类中有初始化语句，则系统依次执行这些初始化语句
• 类的初始化，见开头

结束生命周期

在如下几种情况下，Java虚拟机将结束生命周期

• 执行了 System.exit()方法
• 程序正常执行结束
• 程序在执行过程中遇到了异常或错误而异常终止
• 由于操作系统出现错误而导致Java虚拟机进程终止

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类加载器

把类加载阶段的“通过一个类的全限定名来获取描述此类的二进制字节流”这个动作交给虚拟机之外的类加载器来完成。这样的好处在于，我们可以自行实现类加载器来加载其他格式的类，只要是二进制字节流就行，这就大大增强了加载器灵活性。

• 启动类加载器
• 扩展类加载器
• 应用程序类加载器
  • 双亲委派机制
    
    如果一个类加载器收到了类加载的请求，他首先不会自己去尝试加载这个类，而是把这个请求委派给父类加载器去加载，每一层次的类加载器都是如此，因此所有的加载请求最终都应该传送到顶层的启动类加载器中，只有当父加载器反馈无法完成这个加载请求时，自家在其才会尝试自己加载