JVM详解（二）类加载子系统

在这里感谢尚硅谷JVM(宋红康)，在此记录一下自己详细对学习笔记，希望对你有所帮助。

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02类加载子系统

如果自己手写一一个Java虚拟机的话，主要考虑哪些结构呢?
类加载器 和 执行引擎

类加载器与类的加载过程

对于第三点常量池

常量池中有具体的符号引用

在运行时加载到内存里，就叫做运行时常量池

1. 编译后到Car class文件放在硬盘上
2. 物理磁盘中的文件通过二进制流的方式加载到内存
3. 通过类加载器存放在方法区中（即DNA元数据模版）
4. 通过getClassLoader()获取是谁加载的这个类（即获得了这个类的类加载器）
5. 在内存当中调用这个Car 这个class的类构造器就可以在堆中创建几个对象
6. 针对具体的对象也可调用getClass可以获取类本身（即你是由哪个类所创建的对象）

一个简单的例子

自定义类使用的是系统类加载器，如果加载的过程中不是一个合法的字节码文件，会抛出异常

加载:

1.通过一个类的全限定名获取定义此类的二进制字芹流
2.将这个字节流所代表的静态存储结构转化为方法区(7以前叫永久代，以后叫元数据，理解为存的模版，有需要根据这个模版在堆中生成对象，和spring容器差不多)的运行时数据结构
3.在内存中生成一个代表这个类的java. lang.Class对象（生成Class实例在这个阶段），作为方法区这个类
的各种数据的访问入口

补充:加载. class文件的方式

• 从本地系统中直接加载
• 通过网络获取，典型场景: Web Applet
• 从zip压缩包中读取，成为日后jar、war格式的基础
• 运行时计算生成，使用最多的是:动态代理技术
• 由其他文件生成，典型场景: JSP应用
• 从专有数据库中提取. class文件,比较少见
• 从加密文件中获取，典型的防Class文件被反编译的保护措施

类的加载过程

验证(Verify) :

目的在于确保Class文件的字节流中包含信息符合当前虚拟机要求，保证被加载类的正确性，不会危害虚拟机自身安全。

主要包括四种验证，文件格式验证，元数据验证，字节码验证，符号引用验证。

准备(Prepare) :

为类变量分配内存并且设置该类变量的默认初始值，即零值。

这里不包含用final修饰的static,因为final在编译的时候就会分配了，准备阶段会显式初始化;

这里不会为实例变量分配初始化，类变量会分配在方法区中，而实例变量是会随着对象一起分配到Java堆中。

解析(Resolve) :

• 将常量池内的符号引用转换为直接引用的过程。
• 事实上，解析操作往往会伴随着JVM在执行完初始化之后再执行。
• 符号引用就是一组符号来描述所引用的目标。符号引用的字面量形式明确定义在《java虚拟机规范》的Class文件格式中。直接引用就是直接指向目标的指针、相对偏移量或一个间接定位到目标的句柄。
• 解析动作主要针对类或接口、字段、类方法、接口方法、方法类型等。对应常量池中的CONSTANT Class info、 CONSTANT Fieldref info、 CONSTANT Methodref info等 。

打开字节码文件查看二进制

字节码启始为CAFE BABE代表JAVA虚拟机的特定标识，验证过程

反编译后，常量池中会加载这些许多的类

解析环境会转为直接引用

初始化:

• 初始化阶段就是执行类构造器方法()的过程。
• 此方法不需定义，是javac编译器自动收集类中的所有类变量的赋值动作和静
  态代码块中的语句合并而来。
• 构造器方法中指令按语句在源文件中出现的顺序执行。
• ()不同于类的构造器。(关联: 构造器是虚拟机视角下的() )
• 若该类具有父类，JVM会 保证子类的()执行前，父类的 ()
  已经执行完毕。
• 虚拟机必须保证-一个类的()方法在多线程下被同步加锁。