类加载就是三个过程:加载、链接、初始化
链接又可以分为验证、准备、解析
1.加载
将class字节码文件通过类加载器装入内存中
2.验证
确保当前class文件的字节流所包含的内容符合当前JVM的规范要求,并且不会出现危害JVM自身安全的代码,当前字节流不符合规范会抛出VerifyError的异常,或者子异常,验证的信息有:
(1)文件格式:验证二进制文件是什么类型,验证是否符合当前JVM规范,
(2)元数据验证:检查类是否有父类、接口,验证其父类、接口的合法性,验证被final修饰的类, 验证是否是抽象类,是否实现了父类的抽象方法或者接口中的方法, 验证方法的重载。
(3)字节码验证,主要验证程序的控制流程比如循环、分支等,
(4)符号验证,主要验证符号引用转换为直接引用时的合法性
3.准备
为静态变量分配内存和初始值
各种数据类型的初始值如下:
如果是final修饰的静态变量,那么会直接进行计算 ,不会进行初始化
private static int aa = 10;//(1)
private static final int bb = 10;//(2)
在(1)的位置 static int aa = 10在准备阶段中不是10,而是初始值0,而
(2)static final int bb= 10会是10,因为final修饰的静态变量不会导致类的初始化,可以直接计算出结果。
4.解析
当通过准备阶段之后,进入解析阶段。解析阶段是虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程,解析动作主要针对类或接口、字段、类方法、接口方法、方法类型、方法句柄和调用点限定符7类符号引用进行。符号引用就是一组符号来描述目标,可以是任何字面量。
直接引用就是直接指向目标的指针、相对偏移量或一个间接定位到目标的句柄。
5.初始化
是类加载过程的最后一步,会开始真正执行类中定义的Java代码。而之前的类加载过程中,除了在『加载』阶段用户应用程序可通过自定义类加载器参与之外,其余阶段均由虚拟机主导和控制
与『准备』阶段的区分:
准备阶段:变量赋初始零值
初始化阶段:根据Java程序的设定去初始化类变量和其他资源,或者说是执行类构造器clinit的过程
clinit:由编译器自动收集类中的所有类变量(静态变量)的赋值动作和静态语句块static{}中的语句合并产生
特点:
1.是线程安全的,在多线程环境中被正确地加锁、同步
2.对于类或接口来说是非必需的,如果一个类中没有静态语句块,也没有对变量的赋值操作,那么编译器可以不为这个类生成 clinit
3.接口与类不同的是,执行接口的 clinit不需要先执行父接口的 clinit,只有当父接口中定义的变量使用时,父接口才会初始化。另外,接口的实现类在初始化时也一样不会执行接口的clinit
Java程序对类的使用方式可分为两种:主动使用与被动使用。一般来说只有当对类的首次主动使用的时候才会导致类的初始化,所以主动使用又叫做类加载过程中“初始化”开始的时机。那啥是主动使用呢?类的主动使用包括以下几种【超级重点】:
1.遇到new、getstatic、putstatic或invokestatic这4条字节码指令
2使用java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用的时候
3.当初始化一个类的时候,若发现其父类还未进行初始化,需先触发其父类的初始化
4.在虚拟机启动时,需指定一个要执行的主类,虚拟机会先初始化它
5.当使用JDK1.7的动态语言支持时,若一个java.lang.invoke.MethodHandle实例最后的解析结果为REF_getStatic、REF_putStatic、REF_invokeStatic的方法句柄,且这个方法句柄所对应的类未进行初始化,需先触发其初始化。
类的生命周期,加载过程完后多了使用、卸载
使用:
当 JVM 完成初始化阶段之后,JVM 便开始从入口方法开始执行用户的程序代码。这个使用阶段也只是了解一下就可以了。
卸载:
当用户程序代码执行完毕后,JVM 便开始销毁创建的 Class 对象,最后负责运行的 JVM 也退出内存。这个卸载阶段也只是了解一下就可以了。
类加载器
双亲委派机制
工作过程:若一个类加载器收到了类加载的请求,它先会把这个请求委派给父类加载器,并向上传递,最终请求都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时,子加载器才会尝试自己去加载
优点:类会随着它的类加载器一起具备带有优先级的层次关系,可保证Java程序的稳定运作;实现简单,所有实现代码都集中在java.lang.ClassLoader的loadClass()中