面试题——Java 类加载/创建对象的过程

简洁回答:

  • 第一步,判断常量池是否能定位类的符号引用,并且检查这个符号引用代表的类是否被加载、解析、初始化过。如果没有则执行第一步,如果有则执行第二步
  • 第二步类加载和初始化(初次使用),具体可分为加载、验证、准备、解析、初始化
  • 第三步创建对象,具体可分为实例对象分配内存、赋值、执行实例初始化代码、返回引用

详细回答

第一步

判断常量池是否能定位类的符号引用,并且检查这个符号引用代表的类是否被加载、解析、初始化过。如果没有则执行第一步,如果有则执行第二步

第二步,类加载和初始化(初次使用)

如果类已经被加载过,则不会执行第一步整个步骤

1. 加载
  • 类加载器根据类的全限定名来读取此类的二进制字节流到JVM内部,并存储在运行时内存区的方法区,然后将其转换为一个与目标类型对应的java.lang.Class对象实例
2. 验证
  • 格式验证:验证是否符合class文件规范,比如必须以魔数0xCAFEBABE开头
  • 语义验证:检查一个被标记为final的类型是否包含子类;检查一个类中的final方法是否被子类进行重写;确保父类和子类之间没有不兼容的一些方法声明(比如方法签名相同,但方法的返回值不同)
  • 操作验证:在操作数栈中的数据必须进行正确的操作,对常量池中的各种符号引用执行验证(通常在解析阶段执行,检查是否可以通过符号引用中描述的全限定名定位到指定类型上,以及类成员信息的访问修饰符是否允许访问等)
3. 准备
  • 为类中的所有静态变量/常量分配内存空间,并为其设置一个初始值(由于还没有产生对象,实例变量不在此操作范围内)

public static int value= 1,初始化后的值为 0

public static final int value= 1,初始化后的值为 1

4. 解析
  • 将常量池中的符号引用转为直接引用(得到类或者字段、方法在内存中的指针或者偏移量,以便直接调用该方法)

符号引用:比如我们规定了json字符串,"{}"表示对象,"[]"表示数组,"{}"和"[]"就相当于符号引用。在JVM中符号引用是用一组符号描述所引用的目标,比如用0x4000声明这是一个枚举类型

直接引用:内存地址(指针/偏移量/句柄)

5. 初始化(先父类,再子类)
  • 执行类构造器 init 方法,init方法包含 为静态变量赋值、执行static代码块

第三步,创建对象

1. 在堆区为实例对象分配内存
  • 为实例变量分配内存(包括本类和父类),但不包括任何静态变量
2. 对实例变量赋默认值
  • 将方法区内对实例变量的定义拷贝一份到堆区,然后赋默认值
3. 执行实例初始化代码
  • 初始化父类再初始化子类,初始化时先执行非静态代码块(包括非静态初始化块,非静态属性)再执行构造方法

非静态代码块也叫做实例代码块

4. 将堆区对象的地址赋值给栈区的引用变量
  • 有类似于Child c = new Child()形式的引用,将堆区对象的地址赋值给栈区的引用变量c


流程图

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