通过Class Loader SubSystem从文件系统或者网络中加载Class文件. ClassLoader只负责XXX.class文件的加载, 至于它是否可以运行, 则由Execution Engine决定. 加载的类信息存放在方法区XXX.Class. 通过调用XXX.Class的构造器就可以进行实例化.
Loading
通过一个类的全限定明获取定义此类的二进制字节流, 将这个字节流所代表的的静态存储结构转化为方法区的运行时数据, 在内存中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象, 作为方法区这个类的各种数据的访问入口.
Linking
Verify阶段, 这个阶段去验证被加载的类是不是复合虚拟机要求的, 字节码开头是CA FE BA BY.
Prepare阶段为类的变量分配内存, 同时给这些变量进行初始化(0, false, null等等), 但是final修饰的static变量(常量)除外, 因为这些常量会在编译的时候就分配内存, 并在Prepare阶段显式初始化. 实例变量(方法中的对象)也不会被初始化, 而是随对象一起分配到堆中. 而方法变量会分配在方法区.
Resolution阶段将常量池内的符号引用转换为直接引用(以后讨论).
可以通过
javap -v XXX.class反编译
Initialization
- 初始化阶段就是执行类构造器方法
clinit()的过程, 此方法不需要定义，是javac编译器自动收集类中的所有类变量的赋值动作和静态代码块中的语句合并而来. 这里注意类变量就是静态变量, 所以实际上可以理解为clinit()只和静态有关, 如果没有静态代码块, 没有类变量, 那么也就没有clinit(). - 并且构造器方法中指令按语句在源文件中出现的顺序执行. 如下图
- clinit()不同于类的构造器, 构造器函数就是上图的init, 因为我们创建了类, 那构造器就一定被调用了, 所以始终可以看到
init - JVM保证子类clinit()执行前, 父类clinit()执行完毕; 一个类的clinit()在多线程下会被同步加锁.
static代码块
内部可以有输出语句; 随着类的加载而执行; 只执行一次; 初始化类信息; 多个静态代码块按声明顺序先后执行, 但是优先于非静态代码块; 只能调用静态结构, 因为还没对象的初始化
非static代码块
内部可以有输出语句; 随着对象的创建而执行; 每创建一个对象, 执行一次非静代码块; 可以在创建对象时, 对象属性会被初始化
ClassLoader
严格来说类加载器分为Bootstrap Classloader和User-Defined ClassLoader.
概念上来说将所有派生于抽象类ClassLoader的类加载器都看做User-Defined ClassLoader.
演示如下
- Bootstrap Classloader: 用C/C++实现的, 嵌套在JVM内部; 它用来加载java的核心库; 不继承自java.lang.ClassLoader, 没有父加载器; 加载拓展类和应用程序类加载器，并指定为他们的父加载器; 只加载包名为java、javax、sun等开头的类.
- Extension ClassLoader: 由sun.misc.Launcher$ExtClassLoader实现, 派生于ClassLoader类, 父类加载器为Bootstrap Classloader(但获取不到); 从java.ext.dirs系统属性所指定的目录中加载类库，或从JDK的安装目录的jre/lib/ext子目录(扩展目录)下加载类库。如果用户创建的JAR放在此目录下，也会由拓展类加载器自动加载.
- AppClassLoader: 由sun.misc.Launcher$AppClassLoader实现, 派生于ClassLoader类, 父类加载器为拓展类加载器, 它负责加载环境变量classpath或系统属性java.class.path指定路径下的类库. 是程序中默认的类加载器.
双亲委派机制
Java虚拟机对class文件采用的是按需加载的方式. 也就是说一个类加载的时候会先不断向上委派, 父类加载器不能加载了, 才会让子类加载器加载. 双亲委派机制避免了类的重复加载, 并且防止核心api被随意修改.
做一个实验. 这个实验中, 最后会由Bootstrap Classloader加载核心库的java.lang.String, 而核心库的String类是没有main方法的, 这也是安全机制的体现, 类加载器先加载了jdk自带的文件(rt.jar包中的java\lang\String.class).
在jvm中表示两个class对象是否为同一个类存在的两个必要条件有两个: 1.类的(包含包名)完整类名必须一致; 2.加载这个类的ClassLoader(指ClassLoader实例对象)必须相同. 类的被动使用, 都不会导致类的初始化. 主动使用包括创建类的实例, 访问某各类或接口的静态变量，或者对静态变量赋值, 调用类的静态方法, 反射, 初始化一个类的子类等.
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