Java类加载机制?

Python012

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。

Java程序的运行机制如下:

编写Java源代码:程序员使用Java编程语言编写Java源代码,通过编写不同的类和方法来实现不同的功能。

编译Java源代码:使用Java编译器将Java源代码编译成Java字节码文件(.class文件),字节码文件包含了Java源代码所表示的指令集和类信息。

解释Java字节码:Java虚拟机(JVM)读取Java字节码文件,并在计算机内存中创建Java虚拟机实例(JVM实例)。JVM会对字节码进行解释执行,并将Java字节码转化为机器码运行。

运行Java程序:当Java程序被启动时,JVM会调用Java类的main()方法,这个方法是程序的入口点,通过main()方法开始执行Java程序。

加载Java类:当JVM需要加载Java类时,它会在内存中查找类文件,如果找到了就将类加载到内存中。如果找不到类文件,则JVM会抛出ClassNotFoundException异常。

执行Java程序:JVM会解释和执行Java字节码,并调用程序员编写的方法来完成相应的任务。程序员可以通过Java API提供的类库来实现不同的功能。

内存管理:JVM会对Java程序所使用的内存进行管理,包括内存分配、内存回收等。

异常处理:当Java程序运行出现异常时,JVM会自动抛出异常,并且调用异常处理程序来处理异常。

终止Java程序:Java程序运行完成后,JVM会释放占用的内存资源,并终止程序的运行。

综上所述,Java程序的运行机制是通过编写Java源代码,编译成Java字节码文件,通过JVM解释执行Java字节码,最终将程序转化为机器码运行。