虚拟机类加载机制

最新推荐文章于 2024-11-27 07:20:42 发布

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#classloader #类加载 #初始化 #类加载机制

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情景问题：

class Singleton{
    private static Singleton singleton = new Singleton();
    public static int count1;
    public static int count2 = 0;
    private Singleton(){
        count1++;
        count2++;
    }
    public static Singleton getInstance(){
        return singleton;
    }
}

public class MyTest{
    public static void main(String... args){
        Singleton singleton = Singleton.getInstance();
    System.out.println("count1="+singleton.count1);     System.out.println("count2="+singleton.count2);     
    }
}

输出结果为：

count1=1
count2=0

如果将属性singleton的定义顺序放在属性count2之后，结果会怎样呢？

答案为：

count1=1
count2=1

带着以上问题，了解Java类加载机制

一、类加载顺序： 加载–>连接–>初始化
这里写图片描述

加载
- 查找并加载类的二进制数据
- 概念：类的加载指的是将类的.class文件中的二进制数据读入到内存中，将其放入在运行时数据区的方法区内，然后在堆区创建一个java.lang.Class对象，用来封装类在方法区的数据结构
- 加载.class文件的方式：
  - 从本地系统中直接加载
  - 从网络中下载.class文件（URLClassLoader）
  - 从zip，jar等归档文件中加载
  - 从专有数据库中提取.class文件
  - 将Java源文件动态编译为.class文件
连接
连接就是将已经读入到内存的二进制数据合并到虚拟机的运行时环境中去。
- 验证：确保被加载的类的正确性
  类文件的结构检查
  语义检查
  字节码验证
  二进制兼容性的验证
- 准备：为类的静态变量分配内存并初始化默认值。
  如int类型分配4个字节内存空间，并赋值为0
- 解析：把类中的符号引用转换为直接引用
  例如：

public class Work{
    public void gotoWork(){
        car.run();//这段代码在worker类的二进制数据中表示为符号引用
    }
}

在解析阶段，Java虚拟机会把这个符号引用替换为一个指针，该指针指向Car类的run()方法区的内存位置，这个指针就是直接引用。

初始化

为类的静态变量赋予正确的初始值

注意
所有的Java虚拟机实现必须在每个类或接口被Java程序“首次主动使用”时才初始化他们
静态变量的初始化顺序按照定义的顺序执行
虚拟机初始化一个类时，要求它的所有父类都已经被初始化，但是这条规则并不适用于接口

回到开始的例子中，当静态变量singleton定义在前面时，先创建一个对象，此时count1和count2的值均为1，再经过初始化，count2原来为1的值会被赋值为0

二、Java程序对类的两种使用方式

主动使用（6种）
- 创建类的实例
- 访问某个类或接口的静态变量，或者对该静态变量赋值
- 调用类的静态方法
- 反射（如Class.forName(“”)）
- 初始化一个类的子类
- Java虚拟机启动时被标明为启动的类（Java Test）
被动使用
备注：所有的Java虚拟机实现必须在每个类或接口被Java程序“首次主动使用”时才初始化他们

三、类加载器

Java虚拟机自带的加载器
- 根类加载器（Bootstrap），使用c++编写的，无法在Java代码中获得该类
- 扩展类加载器（Extension）
- 系统加载器（System），又称应用加载器
自定义的类加载器
- 都是java.lang.ClassLoader的子类
- 用户可以定制类的加载方式

备注：类加载器并不需要等到某个类被“首次主动使用”时再加载它。

jvm规范允许类加载器在预料某个类将要被使用时就预先加载它，如果在预先加载的过程中遇到了.class文件缺失或存在错误，类加载器必须在程序首次主动使用该类时才报告错误（LinkageError错误）

如果这个类一直没有被程序主动使用，那么类加载器就不会报告错误。

四、Java虚拟机与程序的生命周期