JVM:类文件结构和类加载机制
实现语言无关性的基础是虚拟机和字节码存储格式,Java编译器可以把Java代码编译为存储字节码的class文件。
1、Calss文件结构:
https://www.cnblogs.com/wade-luffy/p/5929325.html
2、类加载
虚拟机的类加载机制:虚拟机把描述类的数据从class文件加载到内存中,并对数据进行校验、转换解析和初始化,最终形成可以在虚拟机直接使用的Java类型。
类的加载和链接的过程都是在程序运行期间完成的。
2.1、类的加载时机
类从被加载到虚拟机内存中开始,直到卸载出内存为止,它的整个生命周期包括了:加载、验证、准备、解析、初始化、使用和卸载这7个阶段。其中,验证、准备和解析这三个部分统称为连接(linking)。
加载、验证、准备、初始化和卸载这五个阶段的顺序是确定的,类的加载过程必须按照这种顺序按部就班的开始,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再开始,这是为了支持Java语言的运行时绑定。
(1)加载:查找和导入Class文件;
(2) 链接:把类的二进制数据合并到JRE中;
(a)校验:检查载入Class文件数据的正确性;
(b)准备:给类的静态变量分配存储空间;
(c)解析:将符号引用转成直接引用;
(3) 初始化:对类的静态变量,静态代码块执行初始化操作。
2.2、类的初始化
什么情况需要开始类加载过程的第一个阶段:"加载"。虚拟机规范中并没强行约束,这点可以交给虚拟机具体实现自由把握,但是对于初始化阶段虚拟机规范是严格规定了如下几种情况,如果类未初始化会对类进行初始化。
(1) 遇到new、getstatic、putstatic或invokestatic这4条字节码指令时,如果类没有进行过初始化,则需要先触发其初始化。生成这4条指令的最常见的Java代码场景是:使用new关键字实例化对象的时候,读取或设置一个类的静态字段(被final修饰、已在编译期把结果放入常量池的静态字段除外)的时候,以及调用一个类的静态方法的时候。
(2) 使用java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用的时候,如果类没有进行过初始化,则需要先触发其初始化。
(3) 当初始化一个类的时候,如果发现其父类还没有进行过初始化,则需要先触发其父类的初始化。
(4)当虚拟机启动时,用户需要指定一个要执行的主类(包含main()方法的那个类),虚拟机会先初始化这个主类。
2.3、类加载过程
参考这篇,比较简洁:https://www.cnblogs.com/pengfeiliu/p/4420793.html
3、类加载器
Java 中的类加载器大致可以分成两类,一类是系统提供的,另外一类则是由 Java 应用开发人员编写的。系统提供的类加载器主要有下面三个:
(1)引导类加载器(bootstrap class loader):它用来加载 Java 的核心库(<JAVA_HOME>\lib),是用原生代码来实现的,并不继承自 java.lang.ClassLoader。启动类加载器无法被Java程序直接引用。
(2)扩展类加载器(extensions class loader):它用来加载 Java 的扩展库(<JAVA_HOME>\lib\ext)。Java 虚拟机的实现会提供一个扩展库目录。该类加载器在此目录里面查找并加载 Java 类。
(3)系统类加载器(system class loader):它根据 Java 应用的类路径(CLASSPATH)来加载 Java 类。一般来说,Java 应用的类都是由它来完成加载的。可以通过 ClassLoader.getSystemClassLoader()来获取它。
除了系统提供的类加载器以外,开发人员可以通过继承 java.lang.ClassLoader类的方式实现自己的类加载器,以满足一些特殊的需求。
4、双亲委派模型
类加载器之间的这种层次关系,称为类加载器的双亲委派模型(Parents Delegation Model)。
双亲委派模型的工作过程是:如果一个类加载器收到了类加载的请求,它首先不会自己去尝试加载这个类,而是把这个请求委派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最终都应该传送到顶层的启动类加载器中,只有当父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的类)时,子加载器才会尝试自己去加载。
双亲委派模型意义:
-系统类防止内存中出现多份同样的字节码
-保证Java程序安全稳定运行
博客:https://blog.****.net/fuzhongmin05/article/details/57404890
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https://www.cnblogs.com/ITtangtang/p/3978102.html