深入浅出JVM(2)Java类的加载机制

本文详细介绍了Java类加载的过程,包括加载、验证、准备、解析和初始化等阶段,并解释了类加载器的工作原理及双亲委派模型。此外还探讨了类加载的不同生命周期阶段。

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1.什么是类的加载?


   我们编写的Java的.class对象,会被转换成二进制数据。这些数据在JVM中,被加载到JVM中的堆内存区,在堆区创建一个java.lang.class对象,这便是类的加载。在堆区的class对象,可以调用JVM中方法区的方法与其他资源,这就满足了我们编写类的目的。

2.类加载的生命周期

加载  > 验证   >   准备  >  解析   >   初始化  >   使用  >   卸载

加载过程:  获取class文件的二进制字节流

                  将其字节流所代表的静态存储结构转化为方法区  运行时的数据结构

                  在堆区生成这个class对象,作为方法区中这些数据的访问入口

验证,准备过程: 这个过程完成类的连接,保证class文件的字节流包含的信息符合JVM要求

                            验证过程主要有:  文件格式验证;元数据验证;字节码验证;符号引用验证;

                            准备过程十分重要:1.需要为类的静态变量分配内存,将其初始化为默认值,内存分配包括类变量,不包括实例变量(实例变量在对象实例化时,跟随对象分配在Java堆中)。

                                                          2.准备过程设置默认数据类型的零值(如0,0L,null,false),不是在Java代码中显示赋予的值

                                                            3.如果类中有static ,final修饰符,修饰符修饰的变量在这一阶段完成初始化值

解析过程:   将类中的符号引用转换为直接引用

                   JVM将常量池中的符号引用替换为直接引用,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

初始化过程:如果类还没被加载和链接,先加载并链接类

                     如果类的直接父类没有被初始化,先初始化父类

                     类中有初始化语句,一次执行这些初始化语句

卸载过程:   遇到特定过程结束类的生命周期

                    执行System.exit()

                    程序正常结束

                    程序遇到异常,终止

                    系统出现错误使得虚拟机进程终止                                                        

类加载器ClassLoader 

类加载器分为三大类:  启动类加载器:Bootstrap ClassLoader  ,能被虚拟机识别的基本类库

                                    拓展类加载器Extension ClassLoader,Java中的拓展类库

                                    应用类加载器Application ClassLoader



***关于类加载机制中最重要的知识点:  双亲委派模型

如果一个类加载器收到了类加载的请求,不是他去加载这个类,而是交给他的父类加载器去加载

具体情况如下:


CH341A编程器是一款广泛应用的通用编程设备,尤其在电子工程和嵌入式系统开发领域中,它被用来烧录各种型的微控制器、存储器和其他IC芯片。这款编程器的最新版本为1.3,它的一个显著特点是增加了对25Q256等32M芯片的支持。 25Q256是一种串行EEPROM(电可擦可编程只读存储器)芯片,通常用于存储程序代码、配置数据或其他非易失性信息。32M在这里指的是存储容量,即该芯片可以存储32兆位(Mbit)的数据,换算成字节数就是4MB。这种大容量的存储器在许多嵌入式系统中都有应用,例如汽车电子、工业控制、消费电子设备等。 CH341A编程器的1.3版更新,意味着它可以与更多的芯片型号兼容,特别是针对32M容量的芯片进行了优化,提高了编程效率和稳定性。26系列芯片通常指的是Microchip公司的25系列SPI(串行外围接口)EEPROM产品线,这些芯片广泛应用于各种需要小体积、低功耗和非易失性存储的应用场景。 全功能版的CH341A编程器不仅支持25Q256,还支持其他大容量芯片,这意味着它具有广泛的兼容性,能够满足不同项目的需求。这包括但不限于微控制器、EPROM、EEPROM、闪存、逻辑门电路等多种型芯片的编程。 使用CH341A编程器进行编程操作时,首先需要将设备通过USB连接到计算机,然后安装相应的驱动程序和编程软件。在本例中,压缩包中的"CH341A_1.30"很可能是编程软件的安装程序。安装后,用户可以通过软件界面选择需要编程的芯片型,加载待烧录的固件或数据,然后执行编程操作。编程过程中需要注意的是,确保正确设置芯片的电压、时钟频率等参数,以防止损坏芯片。 CH341A编程器1.3版是面向电子爱好者和专业工程师的一款实用工具,其强大的兼容性和易用性使其在众多编程器中脱颖而出。对于需要处理25Q256等32M芯片的项目,或者26系列芯片的编程工作,CH341A编程器是理想的选择。通过持续的软件更新和升级,它保持了与现代电子技术同步,确保用户能方便地对各种芯片进行编程和调试。
内存分区情况的分析是嵌入式系统开发中的一个重要环节,特别是在资源有限的MCU(微控制器)环境中。标题提到的工具是一款专为分析Linux环境下的`gcc-map`文件设计的工具,这文件在编译过程结束后生成,包含了程序在目标设备内存中的布局信息。这个工具可以帮助开发者理解程序在RAM、ROM以及FLASH等存储区域的占用情况,从而进行优化。 `gcc-map`文件通常包含以下关键信息: 1. **符号表**:列出所有定义的全局和静态变量、函数以及其他符号,包括它们的地址和大小。 2. **节区分配**:显示每个代码和数据节区在内存中的位置,比如.text(代码)、.data(已初始化数据)、.bss(未初始化数据)等。 3. **内存汇总**:总览所有节区的大小,有助于评估程序的整体内存需求。 4. **重定位信息**:显示了代码和数据如何在目标地址空间中定位。 该分析工具可能提供以下功能: 1. **可视化展示**:将内存分配以图形化方式呈现,便于直观理解。 2. **详细报告**:生成详细的分析报告,列出每个符号的大小和位置。 3. **比较功能**:对比不同编译版本或配置的`map`文件,查看内存使用的变化。 4. **统计分析**:计算各种内存区域的使用率,帮助识别潜在的优化点。 5. **自定义过滤**:允许用户根据需要筛选和关注特定的符号或节区。 虽然在MCU环境中,Keil IDE自带的工具可能更方便,因为它们通常针对特定的MCU型号进行了优化,提供更加细致的硬件相关分析。然而,对于通用的Linux系统或跨平台项目,这款基于`gcc-map`的分析工具提供了更广泛的适用性。 在实际使用过程中,开发者可以利用这款工具来: - **优化内存使用**:通过分析哪些函数或数据占用过多的内存,进行代码重构或调整链接器脚本以减小体积。 - **排查内存泄漏**:结合其他工具,比如动态内存检测工具,查找可能导致内存泄漏的部分。 - **性能调优**:了解代码执行时的内存分布,有助于提高运行效率。 - **满足资源限制**:在嵌入式系统中,确保程序能在有限的内存空间内运行。 总结来说,`gcc-amap`这样的工具对于深入理解程序的内存布局和资源消耗至关重要,它能帮助开发者做出更明智的决策,优化代码以适应不同的硬件环境。在处理`map`文件时,开发者不仅能获取到程序的内存占用情况,还能进一步挖掘出可能的优化空间,从而提升系统的整体性能和效率。
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