JVM虚拟机加载class文件的原理机制

JVM:
java虚拟机,java是一个跨平台的语言,依赖于JVM
JVM运行class文件(字节码),我们写的是java文件(源码),而电脑只认识机器码(01),JVM就将class文件翻译成对象平台的字节码文件,从而实现了跨平台。
JVM需要去执行的class文件,通过使用classLoader(类加载器)或者其子类实现class文件的加载过程。

JVM加载Class文件原理机制涉及类加载的整个过程,该过程由类加载器完成,具体由ClassLoader和它的子类来实现,其实质是把类文件从硬盘读取到内存中[^1]。 #### 类加载器 - **Bootstrap ClassLoader**:一般用本地代码实现,负责加载JVM基础核心类库(rt.jar)[^4]。 - **Extension ClassLoader**:从`java.ext.dirs`系统属性所指定的目录中加载类库,它的父加载器是Bootstrap ClassLoader[^4]。 - **System/Application ClassLoader**:负责在JVM启动时加载来自Java命令的`-classpath`选项、`java.class.path`系统属性,或`CLASSPATH`环境变量所指定的JAR包和类路径。程序可通过`ClassLoader`的静态方法`getSystemClassLoader`来获取系统类加载器,它的父类是Extension ClassLoader,是应用最广泛的类加载器,也是用户自定义加载器的默认父加载器[^3][^4]。 - **Custom ClassLoader**:用户可以根据需求自定义类加载器。 #### 双亲委派模型 工作流程为子类加载器收到加载请求时,先将请求委派给父类加载器。父类加载器尝试加载,若加载失败,子类加载器才自行加载。该模型的优势在于避免重复加载核心类(如`java.lang.Object`),同时防止用户自定义类替换核心类,是一种安全机制[^5]。 #### 类加载过程 - **加载**:读取字节流并生成Class对象,同时支持多来源加载。在类加载器的内部实现中,用一个Java集合来存放所加载类的引用,并且一个Class对象总是会引用它的类加载器,代表某个类的Class实例与其类的加载器之间为双向关联关系。此阶段用户应用程序可以通过自定义类加载器参与[^1]。 - **验证**:确保字节码安全合法,采用四层验证机制。 - **准备**:为类变量分配内存,并设置默认值。对于被`final static`修饰的变量会直接赋值。 - **解析**:把符号引用转换为直接引用,支持延迟解析和动态绑定。 - **初始化**:这是类加载过程的最后一步。前面的类加载过程中,除了加载阶段用户应用程序可通过自定义类加载器参与外,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(或者说是字节码),执行`<clinit>`方法,同时保证线程安全。 #### 类加载机制的特性 - **全盘负责**:当一个类加载器负责加载某个Class时,该Class所依赖和引用其他Class也将由该类加载器负责载入,除非显示使用另外一个类加载器来载入[^2]。 - **缓存机制**:会保证所有加载过的Class都会被缓存,当程序中需要使用某个Class时,类加载器先从缓存区中搜寻该Class,只有当缓存区中不存在该Class对象时,系统才会读取该类对应的二进制数据,并将其转换成Class对象,存入缓冲区中。这就是为什么修改了Class后,必须重新启动JVM,程序所做的修改才会生效的原因[^2]。 ### 代码示例 以下是一个简单的获取系统类加载器的示例: ```java public class ClassLoaderExample { public static void main(String[] args) { ClassLoader systemClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader(); System.out.println("System ClassLoader: " + systemClassLoader); } } ```
评论
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符
 
红包 添加红包
表情包 插入表情
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值