Java类加载机制?

Python027

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。

1.父类静态代码块;

2.子类静态代码块;

3.父类非静态代码块;

4.父类构造函数;

5.子类非静态代码块;

6.子类构造函数;

举例:

public class ExA {

static {

System.out.println("父类静态代码块。")

}

public ExA() {

System.out.println("父类构造函数。")

}

{

System.out.println("父类非静态代码块。")

}

public static void main(String[] args) {

new ExB()

}

}

class ExB extends ExA {

static {

System.out.println("子类静态代码块。")

}

{

System.out.println("子类非静态代码块。")

}

public ExB() {

System.out.println("子类构造函数。")

}

}

执行结果:父类静态代码块。子类静态代码块。父类非静态代码块。父类构造函数。子类非静态代码块。子类构造函数。

java虚拟机把描述类的数据从class文件加载到内存,并对数据进行 校验/准备/解析和初始化,最终形成可以被虚拟机直接使用的Java类型,这个过程被称作虚拟机的类加载机制。

称作虚拟机的类加载机制。

loading ->linking (verification ->preparation ->resolution)->resolution)->initializing

loading: 把class文件load到内存中,采用双亲委派,主要是为了安全性

verification: 校验class文件是否符合标准

preparation: 静态变量分配内存并设初始值的阶段(不包括实例变量)

resolution:把符号引用转换为直接引用

initializing:静态变量赋初始值

类加载的过程主要分为三个部分:加载、连接、初始化这三个阶段。

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这个类的java.lang.Class对象,用来封装类在方法区类的对象。主要步骤可以分为下面的三件事情:

加载阶段完成后,虚拟机外部的 二进制字节流就按照虚拟机所需的格式存储在方法区之中,而且在Java堆中也创建一个java.lang.Class类的对象,这样便可以通过该对象访问方法区中的这些数据。

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。加载类的方式有以下几种:

2.加载器

JVM的类加载是通过ClassLoader及其子类来完成的,类的层次关系和加载顺序可以由下图来描述:

1.BootstrapClassLoader(启动类加载器)

在连接里面又可以被分成3个小阶段,分别是:验证,准备,解析

1.验证(目的):

2.验证内容:

验证是连接阶段的第一步,这一阶段的目的是为了确保Class文件的字节流中包含的信息符合当前虚拟机的要求,并且不会危害虚拟机自身的安全。验证阶段大致会完成4个阶段的检验动作:

验证阶段是非常重要的,但不是必须的,它对程序运行期没有影响,如果所引用的类经过反复验证,那么可以考虑采用-Xverifynone参数来关闭大部分的类验证措施,以缩短虚拟机类加载的时间。

3.准备:

在准备阶段,为静态变量的初值为jvm默认的初值,而不是我们在程序中设定的初值。jvm默认为静态变量的初值是这样的

4.解析:

这一阶段的任务就是把常量池中的符号引用转换为直接引用 什么是符号引用,什么是直接引用。

1.工作内容:

JVM负责主要对类变量(类变量就是static修改的变量)进行初始化这里主要对类变量(类变量就是static修改的变量)进行初始化,初始化主要有两个方式:

2.初始化时机:

类初始化时机:只有当对类的主动使用的时候才会导致类的初始化,类的主动使用包括以下六种:

3.初始化顺序:

如果有父类,则顺序是:父类static方法/static变量赋值 –>子类static方法/static变量赋值

三、结语:

上面介绍的就是类(class)的加载,包含它的加载、链接、初始化。

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