JVM虚拟机系列(一)类的加载

时间:2023-12-13 17:07:38

JAVA虚拟机系列(一) 类的加载

目录

1 类的初始化过程

2 详解初始化时的各个阶段

一、类初始化的过程

先来看一个CLASS文件在整体生命周期里会遇到的阶段: xxxx.class --->加载---->连接--->初始化---> 使用--->卸载。

我们将会在本章讨论一下xxxx.class--->加载--->连接---->初始化的过程。

讨论的方式采用自问自答模式:

1 首先类什么时候会被加载?

答:这一点JVM并没有强制约束,由不同的JVM供应商自行实现。但是是JVM规定了类初始化的有且只有的5种情况。

     a 对静态属性和方法进行读写、NEW一个实例

     b 通过反射Class.forName获取实例

     c 初始化子类时他的父类没有进行过初始化,则会触发父类的初始化

     d main函数入口的类

     e JDK1.7动态语言的支持MethodHandle(这个暂时不理解)

另外这里需要提醒一下

    A 接口的与类的区别,子类的初始化不会触发接口的初始化。

    B NEW一个数组类不会触发当前数组类型的类的初始化,但会初始化JAVA虚拟机里面的一个继承object的数组的子类

      例如 ClassArrayTest[] testArray = new ClassArrayTest[10] ,这句话不会初始化CLassArrayTest类的。

    C 常量final 修饰的static属性被读取时不会触发初始化的过程

2 加载阶段是做了什么?

答:首先“加载”和“类加载”别混淆,加载是类加载的其中一个步骤(同样的初始化是类加载的最后一步)。,

言归正传,JVM在类需要初始化时会先把Class文件转换成二进制模式放入JVM控制的内存里面的方法区中,这个过程叫做加载。

3 连接的阶段是做了什么?(详情在4,5,6一并回答)

答:连接阶段分为三个步骤:验证、准备、解析(解析的步骤不确定是否会执行,因为它的执行顺序可以由虚拟机调节)。

4 验证

答:这一阶段的目的是为了确保Class的正确性,从以下几个方面展开

1 文件格式

版本号是否符合当前JVM范畴

文件是否完整

2 元数据

语法是否符合规范

3 字节码

堆栈的操作是否合理

4 符号引用

类里面属性和方法的访问权限是否正确

5 准备

答:这一阶段是为类的静态属性附上初始值,比如 整形是0,浮点是0.0f/d 引用类型是null。

提醒一点:final常量在这里是直接进行赋值的,所以他不会触发初始化。

6 解析

答:解析阶段是把符号引用转为直接引用。什么是符号引用呢?比如一个类中有个属性是一个其他类的实例 A a = new A(); 其中a 就是符号引用。

 为什么需要这一步骤呢?按照我的理解是直接引用的意义明确而且无歧义,并且确保了被引用的对象一定已经创建(不创建哪来引用地址呢?)。

开始详解一下解析的过程。解析的过程分为2大块,类/接口解析与字段解析

     1 类/接口的解析(创建其他类并且获取指针的过程)

                   step1  确定被引用的是否为数组,如果是数组则由虚拟机加载表示当前数组维度的数组类

                   step2  如果不是数组,则把这个需要加载的类传递给当前类的加载器进行加载

                   step3 如果1,2都通过时,则检查被引用类的访问权限,失败会抛出illegalAccessError

     2 字段解析(在第一步的基础上把指针指向方法或者属性的过程)

   step1 在被引用的类里面寻找需要的属性和方法,找到返回。

                   step2 第一步未找到时,从下至上遍历他的父类和接口直到找到object类结束

                   step3 step1和step2 都未能找到时则抛出NoSuchFieldError

7 初始化阶段做了什么?

答:类加载的最后一步了。为所有静态变量赋值和执行静态块语句。

另外JVM是会确保类的初始化被正确的加锁,以避免并发的风险。(利用这个机制,我们再进行单例模式设计时会使用到。)