jvm-java虚拟机类加载过程

时间:2022-12-28 10:31:13

jvm-类加载
类从被加载到虚拟机内存中开始到卸载出内存为止,整个生命周期包括
1、加载(Loading)
2、{验证(Verification)、准备(Preparation)、解析(Resolution)} Linking
3、初始化(Initalization)
4、使用(Using)
5、卸载(Unloading)

其中验证,准备,解析三个部分统称为连接(Linking)

其中加载、验证、准备、初始化和卸载这5个阶段的顺序是确定的,类加载过程必须安装这种顺序按部就班地开始,而解析阶段则不一定:它在某些情况下可以在初始化阶段之后再开始,这是为了支持java语言的运行时绑定(也称动态绑定或晚期绑定)。

神码情况下需要开始类加载过程的第一个阶段:加载呢?java虚拟机规范并没有强制约束,可以交给虚拟机的具体实现来*把握。但是,对于初始化阶段,虚拟机规范则有且只有如下五种情况必须立即对类进行初始化(而加载,验证,准备也自然要在此之前开始):
1、遇到new,getstatic,putstatic,invokstatic 这四条指令的时候。若类没有进行初始化,则需要触发其初始化。常见的java代码场景是:使用new关键字实例化对象、读取或设置类的静态字段(被final修饰,已在编译期把结果放入常量池的静态字段除外)的时候,以及调用类的静态方法的时候。
2、使用java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用的时候,若类没有进行初始化,则需要先触发其初始化。
3、当初始类的时候,若其父类还没有初始化,则需要先触发其父类的初始化。
4、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),虚拟机会先初始化这个主类。
5、当使用jdk7的动态语言支持的时候,若java.lang.invoke.MethodHandle实例最后的解析结果 REF_{getStatic,putStatic,invokeStatic}的方法句柄,并且这个方法句柄所对应的类没有初始化,也需要先触发其初始化。

几个案例分析的结果
对于静态字段,只有直接定义这个字段的类才会被触发初始化,因此通过其子类来引用父类中定义的静态字段,只会触发父类的初始化,而不会触发子类的初始化。
对于final 类型的静态常量不会触发类的初始化。
对于接口的初始化不能使用static静态语句块,另外接口在初始化时,并不要求父接口全部完成了初始化,而在真正用到父接口的时候(如引用接口中定义的常量)才会初始化。

类加载的过程
其加载过程也就是加载,验证,准备,解析和初始化这五个阶段。
1、加载,虚拟机完成以下三件事:1)通过类的全限定名来获取指定此类型的二进制字节流。2)将这个字节流所代表的静态数据结构转化成方法区的运行时数据结构3)在内存中生成代表这个类的Class对象,作为方法区这个类的各种数据的访问入口。

2、验证是连接阶段的第一步,为了确保class文件的字节流中包含的信息符合虚拟机要求,并且不会危害虚拟机的安全。1)文件格式验证 2)元数据验证 3)字节码验证 4)符号引用验证

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进行分配。

准备阶段进行内存分配的仅仅包括类变量(static),而不包括实例变量,实例变量要在对象实例化时随着对象一起分配在java堆中。其次,这里说的初始值是数据类型的零值,而其赋值操作putstatic时存放到类构造器()方法中。若是final类型的类变量则会在准备阶段赋值。
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。解析动作主要针对类或接口、字段、类方法、接口方法、方法类型、方法句柄、调试点限定符等7类符号引用进行。

5、初始化
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使用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。在准备阶段,变量已经赋过一次系统要求的初始值,而在初始化阶段,则是根据程序去初始化类变量和其他资源。
1,初始化阶段是执行类构造器clinit方法的过程。<clinit>()方法是由编译器自动收集类中的所有类变量的赋值动作和静态语句块中的语句,静态语句块只能访问定义在静态语句块之前的变量,定义在其后的变量,在前面的静态语句块可以赋值,但不能访问。
2,clinit方法和类的构造函数不同,它不需要显示地调用父类构造器,虚拟机会保证在子类的clinit方法执行之前,父类的clinit方法已经执行完毕。因此Object类是第一个被虚拟机执行的clinit方法。
由于父类的clinit方法优先执行,这也意味着父类中的静态语句优先子类的赋值操作。
3,clinit方法对于类或者接口来说并不是必须的,若一个类中没有静态语句块当然也是可以的。
4,接口中不能使用静态语句块,但仍有变量初始化的赋值操作。但是接口中不会优先执行父类接口的clinit方法,只有当父类接口中定义的变量使用才触发。接口的实现类也同样不会出发接口的clinit方法。
5,虚拟机会保证类的clinit方法在多线程环境中被正确加载,同步,若多线程同时去初始化类,那么只会有一个线程去执行类的clinit方法,其他线程都需要阻塞。