JVM之类装载子系统

最新推荐文章于 2025-01-07 08:24:26 发布

原创最新推荐文章于 2025-01-07 08:24:26 发布 · 265 阅读

0 ·

CC 4.0 BY-SA版权

本文深入探讨Java类加载过程，包括加载、链接、初始化阶段，以及类加载器的种类和双亲委派机制。解析如何避免类的重复加载，防止恶意攻击，确保沙箱安全。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

概述

类加载子系统负责将我们的class文件加载到JVM的内存模型中，在方法区加入他的类信息，在堆中创建对应的java.lang.Class对象。这个类就可以被java程序所使用了。

类加载过程

分为加载->链接->初始化三个阶段

加载

通过类的全限定名，从文件系统（或者网络等其他方式）加载Class文件，将这些字节流的文件信息，转化为运行时的数据结构，生成java.lang.Class对象。作为方法区这个类的各种数据的访问入口。

加载的类信息放置在方法区，除了类信息，方法区还会存放运行时常量池（其实就是Class文件的常量池）信息，可能包括字符串字面量和数字常量（这部分常量信息是Class文件中常量池映射）

链接：

验证-> 准备 -> 解析三个阶段

验证（verify）

字节码合法性：格式，元数据，字节码，引用符号。

准备(prepare)

为类变量分配内存以及为静态变量的赋默认初始值（即0值）不包含final + static修饰的，final修饰的在编译阶段就已经赋值，所以准备阶段会显示初始化，而不是赋默认值。不会为实例变量分配初始化。

解析（Resolve）

将常量池引用(字面量形式)创建为直接引用

主要针对常量池中的Constant_Class_info，Constant_Fieldref_info，Constant_methodref_info，对接口，类方法，接口方法，方法类型等，对进行解析，将class文件中的这些字面量信息生成直接引用。

invokevirtual的处理。生成虚方法表，便于函数重写时知道调用哪个类的方法。

事实上解析往往伴随实例化完成的。

初始化：

执行clinit （就是对类的static区的代码运行）

虚拟机必须保证同一个类的clinit是被加锁的。

补充：类和对象的创建和赋值顺序

1、父类和子类的 final static 的基本数据类型赋值(准备阶段) ->

父类static执行或static{}(谁在按顺序执行) -> 执行子类static执行

2、子类对象开始构造 -> 父类对象开始构造 -> 父类对象属性赋值 -> 子类对象属性赋值。

类加载器

主要有

启动类加载器（bootstrap ClassLoader），扩展类加载器（extClassLoader），应用类加载器（SystemClassLoader/AppClassLoader）

他们并非继承关系，这里说的parent 是子类加载器会有一个成员变量叫parent的。比如AppClassLoader 的 parent属性中放的是ExtClassLoader。

分为两类：

引导类加载器（由C和C++编写的）

自定义类加载器（所有派生于ClassLoader的都是自定义加载器,比如extClassLoader，AppClassLoader）

代码案例：拿到ClassLoader.getSystemClassLoader(); 并打印他们的parent

        ClassLoader classLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
        System.out.println(classLoader);
        //sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
        System.out.println(classLoader.getParent());
        //sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@85ede7b
        System.out.println(classLoader.getParent().getParent());
        //null
        System.out.println(ClassLoaderTest.class.getClassLoader());
        //sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
        System.out.println(String.class.getClassLoader());
        //null
        System.out.println(Integer.class.getClassLoader());
        //null
        System.out.println(ArrayList.class.getClassLoader());
        //null

BootStrapClassLoader是获取不到的，并且是C和C++编写的，因此运行结果为null，他只负责加载java核心类库中的类，如String，Integer，ArrayList等。