JVM-类的加载过程

最新推荐文章于 2022-04-10 22:43:47 发布
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博客围绕双亲委派机制展开，虽内容简短，但聚焦该重要信息技术概念，为进一步探讨其原理、应用等提供基础。

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双亲委派机制

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【Java基础知识 47】一文读懂JVM类加载机制过程及原理
学Java，找哪吒
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Java基础教程系列，打造精品专栏。
JVM (三) - 类加载机制
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通常情况下，我们都是直接使用系统类加载器。但是，有的时候，我们也需要自定义类加载器。比如应用是通过网络来传输 Java 类的字节码，为保证安全性，这些字节码经过了加密处理，这时系统类加载器就无法对其进行加载，这样则需要自定义类加载器来实现。自定义类加载器一般都是继承自 ClassLoader 类，从上面对 loadClass 方法来分析来看，我们只需要重写 findClass 方法即可。try {
双亲委派机制
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双亲委派机制定义： 当一个类加载器收到了类加载的请求的时候，他不会直接去加载指定的类，而是把这个请求委托给自己的父加载器去加载。只有父加载器无法加载这个类的时候，才会由当前这个加载器来负责类的加载。 Java中提供如下四种类型的加载器，每一种加载器都有指定的加载对象，具体如下 Bootstrap ClassLoader（启动类加载器） ：主要负责加载Java核心类库，%JRE_HOME%\lib下的rt.jar、resources.jar、charsets.jar和class等。 Extention Cla
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JVM-3——双亲委派机制
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双亲委派机制 Java虚拟机对class文件采用的是按需加载的方式，也就是说当需要使用该类时才会将它的class文件加载到内存生成class对象。而且加载某个类class文件时，Java虚拟机采用的是双亲委派模式，即把请求交由父类处理，它是一种任务委派模式。 1. 工作原理 如果一个类加载器收到了类加载请求，它并不会自己先去加载，而是把这个请求委托给父类的加载器去执行； 如果父类加载器还存在其父类加载器，则进一步向上委托，依次递归，请求最终将到达顶层的启动类加载器； 如果父类加载器可以完成类加载任
jvm 类加载过程
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### JVM 类加载机制详细过程 JVM（Java虚拟机）的类加载机制是Java程序运行的基础之一，它负责将编译后的 `.class` 文件加载到内存中，并对这些数据进行校验、解析和初始化，最终形成可以直接被JVM使用的Java类型。整个过程可以分为七个阶段：加载、验证、准备、解析、初始化、使用和卸载，其中前五个阶段统称为类加载过程。 #### 加载（Loading） 加载阶段是类加载过程的第一个阶段，主要任务是通过类的全限定名获取其对应的二进制字节流，并将这些字节流转化为方法区中的运行时数据结构。同时，JVM会在堆中创建一个 `java.lang.Class` 对象，作为该类访问数据的入口。 #### 验证 验证阶段的目的是确保Class文件的字节流中包含的信息符合JVM规范的要求，避免JVM受到恶意代码的攻击。验证过程包括文件格式验证、元数据验证、字节码验证以及符号引用验证。 #### 准备 准备阶段的主要任务是为类的静态变量分配内存，并为其设置初始值。这个初始值通常是零值（如 `0`、`null`），而不是代码中显式赋值的值。显式赋值会在初始化阶段完成。 #### 解析 解析阶段是将常量池中的符号引用替换为直接引用的过程。符号引用是以一组符号来描述所引用的目标，而直接引用则是直接指向目标的指针、相对偏移量或一个能间接定位到目标的句柄。解析阶段并不一定在初始化之前完成，某些解析操作可能会延迟到初始化之后进行，这是为了支持Java的动态绑定特性。 #### 初始化 初始化阶段是类加载过程的最后一个阶段，它负责执行类构造器 `<clinit>` 方法。`<clinit>` 方法是由编译器自动收集类中的所有静态变量的赋值动作和静态代码块中的语句合并生成的，代码会按照书写顺序依次执行。如果类的父类尚未初始化，JVM会先触发其父类的初始化过程，以确保继承链的完整性。此外，JVM会确保 `<clinit>` 方法在多线程环境中被正确加锁和同步，以保证线程安全。 例如，在以下代码中，`ConstClass` 类的静态代码块不会在 `NotInit` 类的 `main` 方法执行时被触发初始化，因为 `HELLOWORLD` 是一个 `static final` 常量，其值在编译期就已经确定，并直接嵌入到调用类的常量池中： ```java public class ConstClass { static { System.out.println("常量类初始化！"); } public static final String HELLOWORLD = "hello world!"; } public class NotInit { public static void main(String[] args) { System.out.println(ConstClass.HELLOWORLD); } } ``` #### 类加载器 JVM中的类加载器分为以下几类： 1. **启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）**：负责加载JVM核心类库（如 `rt.jar` 中的类），通常是用C++实现的，而不是Java代码。 2. **扩展类加载器（Extension ClassLoader）**：负责加载Java的扩展类库（如 `jre/lib/ext` 目录下的类）。 3. **系统类加载器（System ClassLoader）**：负责加载应用程序的类路径（ClassPath）上的类，通常是最常用的类加载器。 4. **自定义类加载器（Custom ClassLoader）**：用户可以通过继承 `ClassLoader` 类来实现自定义的类加载逻辑。 类加载器之间遵循 **双亲委派模型**，即当一个类加载器收到类加载请求时，它会首先委托给父类加载器去加载，只有在父类加载器无法完成加载时，才会尝试自己加载。这种机制可以确保类的唯一性和安全性。 #### 示例代码 以下是一个简单的类加载器示例，展示了如何通过自定义类加载器加载类： ```java public class CustomClassLoader extends ClassLoader { @Override protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException { byte[] classData = loadClassData(name); if (classData == null) { throw new ClassNotFoundException(); } else { return defineClass(name, classData, 0, classData.length); } } private byte[] loadClassData(String className) { // 实现类的加载逻辑，例如从文件或网络读取字节码 return new byte[0]; } } ``` #### 相关问题 - 类加载的双亲委派模型是如何工作的？ - 如何实现一个自定义的类加载器？ - 为什么 `static final` 常量不会触发类的初始化？ - 类加载过程中验证阶段的作用是什么？ - 解析阶段为什么可以延迟到初始化之后？
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