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。。。

混合动力汽车(HEV)模型的Simscape模型(Matlab代码、Simulink仿真实现)内容概要:本文档介绍了一个混合动力汽车(HEV)的Simscape模型,该模型通过Matlab代码和Simulink仿真工具实现,旨在对混合动力汽车的动力系统进行建模与仿真分析。模型涵盖了发动机、电机、电池、传动系统等关键部件,能够模拟车辆在不同工况下的能量流动与控制策略,适用于动力系统设计、能耗优化及控制算法验证等研究方向。文档还提及该资源属于一个涵盖多个科研领域的MATLAB仿真资源包,涉及电力系统、机器学习、路径规划、信号处理等多个技术方向,配套提供网盘下载链接,便于用户获取完整资源。; 适合人群:具备Matlab/Simulink使用基础的高校研究生、科研人员及从事新能源汽车系统仿真的工程技术人员。; 使用场景及目标:①开展混合动力汽车能量管理策略的研究与仿真验证;②学习基于Simscape的物理系统建模方法;③作为教学案例用于车辆工程或自动化相关课程的实践环节;④与其他优化算法(如智能优化、强化学习)结合,实现控制策略的优化设计。; 阅读建议:建议使用者先熟悉Matlab/Simulink及Simscape基础操作,结合文档中的模型结构逐步理解各模块功能,可在此基础上修改参数或替换控制算法以满足具体研究需求,同时推荐访问提供的网盘链接获取完整代码与示例文件以便深入学习与调试。
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