jvm加载类

Posted 2020-09-17 偶尔发呆

作为jvm的用户，从使用者角度来看，我们给jvm输入一个class文件，得到了一个Class对象。
我们可以猜想下jvm加载类的过程：
class文件有规定的格式，jvm去解析class文件流，读magic, major version, minor version等值（最简单的举例），然后生成Klass对象，并放到一个map中。

首先有个全局的认识，jvm把已加载的类放在一个hashtable中。
class SystemDictionary : AllStatic {
    // Hashtable holding loaded classes.
  static Dictionary*            _dictionary;
};

从java.lang.ClassLoader接口的defineClass1方法作为入口，探究类加载的过程；
--> java.lang.ClassLoader/defineClass1

在ClassLoader.c文件中找到Java_java_lang_ClassLoader_defineClass1；
--> JNIEXPORT jclass JNICALL
    Java_java_lang_ClassLoader_defineClass1(JNIEnv *env, jobject loader,jstring name,jbyteArray data,jint offset,jint length,jobject pd,jstring source)

--> ./hotspot/src/share/vm/prims/jvm.cpp:1049 JVM_DefineClassWithSource

--> jvm.cpp/jvm_define_class_common

--> Klass* k = SystemDictionary::resolve_from_stream(class_name, class_loader,protection_domain, &st,verify != 0,CHECK_NULL);
                                                    
    --> instanceKlassHandle k = ClassFileParser(st).parseClassFile(class_name,loader_data,protection_domain,parsed_name,verify,THREAD);    
        // We can now create the basic Klass* for this klass
        --> _klass = InstanceKlass::allocate_instance_klass(loader_data,vtable_size,itable_size,info.static_field_size,total_oop_map_size2,rt,name,super_klass(),        　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　!host_klass.is_null(), CHECK_(nullHandle));
            --> ik = new (loader_data, size, THREAD) InstanceKlass( //这里用到了operator new的语法
                        vtable_len, itable_len, static_field_size, nonstatic_oop_map_size, rt, access_flags, is_anonymous);
                --> set_init_state(InstanceKlass::allocated); //状态1

    --> define_instance_class(k, THREAD);
        --> add_to_hierarchy(k, CHECK);
            --> k->set_init_state(InstanceKlass::loaded); //状态2
        --> k->eager_initialize(THREAD);
            --> eager_initialize_impl(this_oop);
                --> link_class_impl(this_oop, true, THREAD);  //这里主要是link操作
                    --> this_oop->set_init_state(linked); //状态3
                                                        

                                              
InstanceKlass中的枚举：
enum ClassState {
    allocated,                          // allocated (but not yet linked)
    loaded,                             // loaded and inserted in class hierarchy (but not linked yet)
    linked,                             // successfully linked/verified (but not initialized yet)
    being_initialized,                  // currently running class initializer
    fully_initialized,                  // initialized (successfull final state)
    initialization_error                // error happened during initialization
};

//设置类加载过程的状态，通过跟踪这个方法，能大概定位类加载的过程。
void set_init_state(ClassState state);



allocate：
  parse class文件流，创建Kclass对象，并赋属性值，在这个过程中会对class文件做简单的verify。
  常量池的解析也是在这一步。
load
  具体的操作好像并不多，只是加到SystemDictionary中而已。
link
  从当前类的父类开始，然后是接口，最后才是当前类；
  verify 动作，是针对Klass对象，好像是对字节码指令的合法性做校验；
  rewrite动作，