JVM之类加载器

本文深入探讨Java类加载机制,包括加载、验证、准备、解析和初始化等阶段,以及类的主动使用和被动使用场景。解析了Class文件如何在JVM中形成元信息对象,以及类的生命周期。
                               在了解类加载机制前先看两张图

java程序的执行流程图

在这里插入图片描述

jvm的大致物理结构图
在这里插入图片描述

Java虚拟机把描述类的数据从Class文件加载到内存,并对数据进行校验、转换解析和初始化,最终形成可以被虚拟机直接使用的Java类型,这就是虚拟机的加载机制。

class文件有类装载器装载后,在JVM中将形成一份描述Class结构的元信息对象,通过该元信息对象可以获知Class的结构信息,比如构造函数、属性和方法等,Java允许用户借由这个Class相关的元信息对象间接调用Class对象的功能,这里就是我们经常能见到的Class类。
类从被加载到虚拟机内存中开始,到卸载出内存为止,它的整个生命周期包括了:加载(Loading)、验证(Verification)、准备(Preparation)、解析(Resolution)、初始化(Initialization)、使用(using)、和卸载(Unloading)七个阶段。其中验证、准备和解析三个部分统称为连接(Linking),这七个阶段的发生顺序如下图所示:

在这里插入图片描述
图中加、验证、准备、初始化和卸载这5个阶段的顺序是确定的,类的加载过程必须按照这种顺序按部就班的开始,而解析阶段不一定,它在某些情况下可以在初始化阶段之后在开始,这是为了支撑JAVA语言的运行时绑定。

加载:查找并加载类的二进制数据
连接: 验证:确保被加载的类的正确性
准备:为类的静态变量分配内存并将其初始化为默认值,
解析:把类中的所有符号引用转换为直接引用(直接指向对象的内存)
初始化:为类的静态变量赋予正确初始这
使用:创建对象,调用方法
卸载:Class加载到内存中形成自己的数据结构

JAVA程序对类的使用方式:

主动使用:

  1. 创建类的实例(NEW)
  2. 访问某个类或接口的静态变量(GetStatic)或对该静态变量赋值(PutStatic)
  3. 访问某个类的静态方法(invoke Static)
  4. 反射(Class.forName())
  5. 初始化一个类的子类,当初始化child时也会对parent类进行初始化
  6. JAVA虚拟机启动时,被标明为启动类的类(含main方法的类)
  7. JDK1.7开始提供动态语言的支持

被动使用:
除了上述七种情况以外,其他所有使用JAVA类的方式都被称为类的被动使用

类的加载

类的加载是将类的class文件中的二进制数据读入到内存中,将其放在运行时数据的方法区内,然后向内存中创建一个Java.lang.class对象,用来封装类在方法区内的数据结构。
class对象可以看作一面镜子,它能洞悉到class文件中所有结构,这是反射的来源

加载class文件的方式:

  1. 从本地系统中直接加载
  2. 通过网络下载class文件
  3. 从zip、jar等归档文件中加载class文件
  4. 从专有数据库中提取(不常用)
  5. 将JAVA源文件动态编译为class文件(动态代理)

对于静态字段来说,只有定义了该字段的类才会被初始化,当一个类在初始化时,要求该类的全部父类全部初始化。
未完待续。。。

**项目名称:** 基于Vue.js与Spring Cloud架构的博客系统设计与开发——微服务分布式应用实践 **项目概述:** 本项目为计算机科学与技术专业本科毕业设计成果,旨在设计并实现一个采用前后端分离架构的现代化博客平台。系统前端基于Vue.js框架构建,提供响应式用户界面;后端采用Spring Cloud微服务架构,通过服务拆分、注册发现、配置中心及网关路由等技术,构建高可用、易扩展的分布式应用体系。项目重点探讨微服务模式下的系统设计、服务治理、数据一致性及部署运维等关键问题,体现了分布式系统在Web应用中的实践价值。 **技术架构:** 1. **前端技术栈:** Vue.js 2.x、Vue Router、Vuex、Element UI、Axios 2. **后端技术栈:** Spring Boot 2.x、Spring Cloud (Eureka/Nacos、Feign/OpenFeign、Ribbon、Hystrix、Zuul/Gateway、Config) 3. **数据存储:** MySQL 8.0(主数据存储)、Redis(缓存与会话管理) 4. **服务通信:** RESTful API、消息队列(可选RabbitMQ/Kafka) 5. **部署与运维:** Docker容器化、Jenkins持续集成、Nginx负载均衡 **核心功能模块:** - 用户管理:注册登录、权限控制、个人中心 - 文章管理:富文本编辑、分类标签、发布审核、评论互动 - 内容展示:首页推荐、分类检索、全文搜索、热门排行 - 系统管理:后台仪表盘、用户与内容监控、日志审计 - 微服务治理:服务健康检测、动态配置更新、熔断降级策略 **设计特点:** 1. **架构解耦:** 前后端完全分离,通过API网关统一接入,支持独立开发与部署。 2. **服务拆分:** 按业务域划分为用户服务、文章服务、评论服务、文件服务等独立微服务。 3. **高可用设计:** 采用服务注册发现机制,配合负载均衡与熔断器,提升系统容错能力。 4. **可扩展性:** 模块化设计支持横向扩展,配置中心实现运行时动态调整。 **项目成果:** 完成了一个具备完整博客功能、具备微服务典型特征的分布式系统原型,通过容器化部署验证了多服务协同运行的可行性,为云原生应用开发提供了实践参考。 资源来源于网络分享,仅用于学习交流使用,请勿用于商业,如有侵权请联系我删除!
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