Java类加载机制？

Python08

Java类加载机制？,第1张

1，类的加载

每个开发人员对java.lang.ClassNotFoundExcetpion这个异常肯定都不陌生，这背后就涉及到了java技术体系中的类加载。Java的类加载机制是技术体系中比较核心的部分，虽然和大部分开发人员直接打交道不多，但是对其背后的机理有一定理解有助于排查程序中出现的类加载失败等技术问题，对理解java虚拟机的连接模型和java语言的动态性都有很大帮助。

那么什么是类的加载?

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内的数据结构。类的加载的最终产品是位于堆区中的Class对象，Class对象封装了类在方法区内的数据结构，并且向Java程序员提供了访问方法区内的数据结构的接口。

类加载器是Java语言的一个创新，也是Java语言流行的重要原因之一。它使得Java类可以被动态加载到Java虚拟机中并执行。类加载器从JDK1.0就出现了，最初是为了满足JavaApplet的需要而开发出来的。JavaApplet需要从远程下载Java类文件到浏览器中并执行。现在类加载器在Web容器和OSGi中得到了广泛的使用，而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。

2，类的生命周期

类加载的过程中包括有加载，验证，准备，解析，初始化五个阶段。而需要注意的是在这五个阶段中，加载、验证、准备和初始化这四个阶段发生的顺序是确定的，而解析阶段则不一定，它在某些情况下可以在初始化阶段之后开始，这是为了支持Java语言的运行时绑定(也成为动态绑定或晚期绑定)。另外注意这里的几个阶段是按顺序开始，而不是按顺序进行或完成，因为这些阶段通常都是互相交叉地混合进行的，通常在一个阶段执行的过程中调用或激活另一个阶段。

加载：查找并加载类的二进制数据

加载时类加载过程的第一个阶段，在加载阶段，虚拟机需要完成以下三件事情：

1、通过一个类的全限定名来获取其定义的二进制字节流。(并没有指明要从一个Class文件中获取，可以从其他渠道，譬如：网络、动态生成、数据库等)

2、将这个字节流所代表的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构。

3、在Java堆中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为对方法区中这些数据的访问入口。

相对于类加载的其他阶段而言，加载阶段(准确地说，是加载阶段获取类的二进制字节流的动作)是可控性最强的阶段，电脑培训http://www.kmbdqn.cn/发现因为开发人员既可以使用系统提供的类加载器来完成加载，也可以自定义自己的类加载器来完成加载。

随着互联网编程开发技术的发展，编程开发语言已经由面向程序发展成为了面向对象的编程。

今天，我们就从两个方面来了解一下，java编程语言中如何创建新对象的。

java在new一个对象的时候，会先查看对象所属的类有没有被加载到内存，如果没有的话，就会先通过类的全限定名来加载。

加载并初始化类完成后，再进行对象的创建工作。

我们先假设是一次使用该类，这样的话new一个对象就可以分为两个过程：加载并初始化类和创建对象。

一、类加载过程(一次使用该类)java是使用双亲委派模型来进行类的加载的，所以在描述类加载过程前，我们先看一下它的工作过程：双亲委托模型的工作过程是：如果一个类加载器(ClassLoader)收到了类加载的请求，它先不会自己去尝试加载这个类，而是把这个请求委托给父类加载器去完成，每一个层次的类加载器都是如此，因此所有的加载请求终都应该传送到顶层的启动类加载器中，只有当父类加载器反馈自己无法完成这个加载请求(它的搜索范围中没有找到所需要加载的类)时，子加载器才会尝试自己去加载。

使用双亲委托机制的好处是：能够有效确保一个类的全局性，当程序中出现多个限定名相同的类时，类加载器在执行加载时，始终只会加载其中的某一个类。

1、加载由类加载器负责根据一个类的全限定名来读取此类的二进制字节流到JVM内部，并存储在运行时内存区的方法区，然后将其转换为一个与目标类型对应的java.lang.Class对象实例2、验证格式验证：验证是否符合class文件规范语义验证：检查一个被标记为final的类型是否包含子类检查一个类中的final方法是否被子类进行重写确保父类和子类之间没有不兼容的一些方法声明(比如方法签名相同，但方法的返回值不同)操作验证：在操作数栈中的数据必须进行正确的操作，对常量池中的各种符号引用执行验证(通常在解析阶段执行，检查是否可以通过符号引用中描述的全限定名定位到指定类型上，以及类成员信息的访问修饰符是否允许访问等)3、准备为类中的所有静态变量分配内存空间，并为其设置一个初始值(由于还没有产生对象，实例变量不在此操作范围内)被final修饰的static变量(常量)，会直接赋值4、解析将常量池中的符号引用转为直接引用(得到类或者字段、方法在内存中的指针或者偏移量，以便直接调用该方法)，这个可以在初始化之后再执行。

解析需要静态绑定的内容。

//所有不会被重写的方法和域都会被静态绑定以上2、3、4三个阶段又合称为链接阶段，链接阶段要做的是将加载到JVM中的二进制字节流的类数据信息合并到JVM的运行时状态中。

5、初始化(先父后子)4.1为静态变量赋值4.2执行static代码块注意：static代码块只有jvm能够调用如果是多线程需要同时初始化一个类，仅仅只能允许其中一个线程对其执行初始化操作，其余线程必须等待，只有在活动线程执行完对类的初始化操作之后，才会通知正在等待的其他线程。

因为子类存在对父类的依赖，所以类的加载顺序是先加载父类后加载子类，初始化也一样。

不过，父类初始化时，子类静态变量的值也有有的，是默认值。

终，方法区会存储当前类类信息，包括类的静态变量、类初始化代码(定义静态变量时的赋值语句和静态初始化代码块)、实例变量定义、实例初始化代码(定义实例变量时的赋值语句实例代码块和构造方法)和实例方法，还有父类的类信息引用。

二、创建对象1、在堆区分配对象需要的内存分配的内存包括本类和父类的所有实例变量，但不包括任何静态变量2、对所有实例变量赋默认值将方法区内对实例变量的定义拷贝一份到堆区，然后赋默认值3、执行实例初始化代码初始化顺序是先初始化父类再初始化子类，初始化时先执行实例代码块然后是构造方法4、如果有类似于Childc=newChild()形式的c引用的话，在栈区定义Child类型引用变量c，然后将堆区对象的地址赋值给它需要注意的是，福建IT培训http://www.kmbdqn.cn/发现每个子类对象持有父类对象的引用，可在内部通过super关键字来调用父类对象，但在外部不可访问