Java内存加载过程

在此借用网上的一张图来说明内存加载过程:






首先说一下这几个内存区的意思:

      栈:是存放局部变量的

    堆:是存放对象的

  方法区:是存放类的字节码的

当你敲下java StaticDemo2的时候,StaticDemo2字节码已经进入了内存,放置在方法区中,方法区中分为静态区和非静态区,非静态区都有一个this所属,而静态区没有,都是被共享的其中有静态main方法和非静态方法即构造方法,其中静态方法有专门的位置,这个时候虚拟机便会自动调用StaticDemo2的main方法,main方法便进栈了,此时在栈中的main方法什么都没有,当执行Person.method()时,Person类便被加载,如上图我们便可以看到Person中的非静态方法和静态方法存放在方法区中,其中静态变量country也被存放到了静态方法区,当执行Person.method的时候,method方法会进栈,但是里面并没有任何变量,因为他里面都是静态的,他直接在方法区中找到类Person,再去找他的成员变量country,最后输出。然后method便会弹栈,(每一个方法都会有return,除了构造方法),接着出现一个局部变量p,放在了main方法中,接着new Person,便会在堆中开辟一个空间,name=null,age=0,然后起相对应的构造函数就进栈了,person(String name ,int age),里面会有一个this,name和age变量,执行他的构造方法,赋完值之后构造方法就会弹栈,然后执行P.show(),show方法进栈,里面有this,其值为在堆开辟的地址,拿着this去找相应的name 和 age,随后show方法弹栈,最后main方法弹栈,而堆里面的东西是靠垃圾回收机制来回收






<think>我们正在讨论Java中使用JavaCompiler在内存加载类。用户的问题是关于如何在内存中编译Java源代码并加载生成的类,而不将类文件保存到磁盘。 步骤: 1. 使用JavaCompiler API编译源代码,并获取编译结果。 2. 自定义一个JavaFileManager,使其能够将编译生成的字节码保存在内存中(例如,在一个Map里)。 3. 自定义一个JavaFileObject,用于表示源代码和编译后的字节码。 4. 使用自定义的类加载器从内存加载类。 我们将按照以下步骤进行: a. 创建源代码的字符串(或从其他地方获取)。 b. 获取JavaCompiler实例。 c. 创建自定义的JavaFileManager,它使用我们自定义的JavaFileObject。 d. 执行编译任务。 e. 如果编译成功,使用自定义的类加载加载类。 注意:在Java中,类加载器负责加载类。我们需要一个能够从内存中字节数组加载类的类加载器。 实现细节: - 自定义一个JavaFileObject的子类(比如MemoryJavaFileObject)来保存源代码和编译后的字节码。 - 自定义一个JavaFileManager,它能够将编译生成的字节码输出到MemoryJavaFileObject中。 - 自定义类加载器(比如MemoryClassLoader)从我们保存字节码的Map中加载类。 下面我们提供代码示例:</think>### Java 内存中编译与类加载实现指南 在 Java 中实现内存中编译和类加载需结合 `JavaCompiler` API、自定义文件管理器和类加载器。以下是完整实现流程: #### 1. **核心组件** - **`JavaCompiler`**:JDK 提供的编译接口(位于 `javax.tools` 包) - **`JavaFileManager`**:自定义实现以捕获内存中的字节码 - **`ClassLoader`**:从内存字节码动态加载类 #### 2. **实现步骤** **(1) 自定义内存文件对象** 继承 `SimpleJavaFileObject`,存储源码和字节码: ```java import javax.tools.SimpleJavaFileObject; import java.net.URI; class MemoryJavaFileObject extends SimpleJavaFileObject { private final String sourceCode; private byte[] bytecode; public MemoryJavaFileObject(String className, String sourceCode) { super(URI.create("string:///" + className.replace('.', '/') + Kind.SOURCE.extension), Kind.SOURCE); this.sourceCode = sourceCode; } @Override public CharSequence getCharContent(boolean ignoreEncodingErrors) { return sourceCode; } public void setBytecode(byte[] bytecode) { this.bytecode = bytecode; } public byte[] getBytecode() { return bytecode; } } ``` **(2) 自定义文件管理器** 扩展 `ForwardingJavaFileManager`,拦截编译输出: ```java import javax.tools.*; import java.util.HashMap; import java.util.Map; class MemoryFileManager extends ForwardingJavaFileManager<JavaFileManager> { private final Map<String, MemoryJavaFileObject> classFiles = new HashMap<>(); protected MemoryFileManager(JavaFileManager fileManager) { super(fileManager); } @Override public JavaFileObject getJavaFileForOutput(Location location, String className, JavaFileObject.Kind kind, FileObject sibling) { MemoryJavaFileObject fileObject = new MemoryJavaFileObject(className, null); classFiles.put(className, fileObject); return fileObject; } public Map<String, MemoryJavaFileObject> getClassFiles() { return classFiles; } } ``` **(3) 自定义类加载器** 从内存字节码加载类: ```java class MemoryClassLoader extends ClassLoader { private final Map<String, MemoryJavaFileObject> classFiles; public MemoryClassLoader(Map<String, MemoryJavaFileObject> classFiles) { this.classFiles = classFiles; } @Override protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException { MemoryJavaFileObject file = classFiles.get(name); if (file != null) { byte[] bytes = file.getBytecode(); return defineClass(name, bytes, 0, bytes.length); } return super.findClass(name); } } ``` **(4) 编译与执行流程** ```java import javax.tools.*; import java.util.Collections; public class InMemoryCompiler { public static void main(String[] args) throws Exception { // 1. 定义源码 String className = "HelloWorld"; String sourceCode = "public class HelloWorld { public void run() { System.out.println(\"Hello from memory!\"); }}"; // 2. 初始化编译器 JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler(); DiagnosticCollector<JavaFileObject> diagnostics = new DiagnosticCollector<>(); // 3. 配置内存文件管理器 MemoryFileManager fileManager = new MemoryFileManager(compiler.getStandardFileManager(null, null, null)); MemoryJavaFileObject sourceFile = new MemoryJavaFileObject(className, sourceCode); // 4. 执行编译 JavaCompiler.CompilationTask task = compiler.getTask( null, fileManager, diagnostics, null, null, Collections.singletonList(sourceFile) ); boolean success = task.call(); // 5. 检查结果 if (!success) { diagnostics.getDiagnostics().forEach(d -> System.err.println(d.getMessage(null))); return; } // 6. 加载并执行类 MemoryClassLoader classLoader = new MemoryClassLoader(fileManager.getClassFiles()); Class<?> clazz = classLoader.loadClass(className); Object instance = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance(); clazz.getMethod("run").invoke(instance); // 输出: Hello from memory! } } ``` #### 3. **关键注意事项** 1. **依赖管理** - 编译的类若依赖其他类,需确保它们在类路径中 - 复杂项目建议使用 `InMemoryFileManager` 管理多文件 2. **安全性** - 动态加载不可信代码时启用安全管理器 - 使用 `ProtectionDomain` 限制权限 3. **性能优化** - 缓存编译结果避免重复编译 - 并行编译时注意 `JavaFileManager` 的线程安全 #### 4. **典型应用场景** - 脚本引擎实现(如 Groovy 动态编译) - 热部署开发工具 - 教育平台(在线 Java 代码执行) - 规则引擎动态加载 --- ### 相关问题 1. 如何解决内存中编译的类依赖外部 JAR 的问题? 2. 动态加载的类如何实现热替换(HotSwap)? 3. 使用安全管理器限制动态加载类的权限有哪些最佳实践? 4. 内存编译与 `Java Instrumentation API` 有何区别? [^1]: Java 虚拟机规范中关于类加载机制的描述
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