JVM类加载机制

参考

http://www.importnew.com/18548.html
http://www.importnew.com/25295.html

类加载步骤

1.加载
2.验证
3.准备
4.解析(此位置和解析位置可以互换,因为可以动态加载)
5.初始化

1.加载:

加载是第一个阶段,这个阶段会在内存中生成java.lang.Class对象,这里的类文件不一定必须是.class文件,这里既可以从ZIP包中读取(比如从jar包和war包中读取),也可以在运行时计算生成(动态代理),也可以由其它文件生成(比如将JSP文件转换成对应的Class类)。

2.验证

这一阶段是验证转换的字节流是否符合jvm规范,以及安全机制

3.准备

准备阶段正式为类变量分配内存并设置内的初始值,级在方法区中分配这些变量所使用的内存空间,这里所说的初始值是指比如:

public static int v = 8080;

实际上变量v在准备阶段过后的初始值为0而不是8080,将v赋值为8080的putstatic指令是程序被编译后,存放于类构造器<client>方法之中
但是注意如果声明为:

public static final int v = 8080;

在编译阶段会为v生成ConstantValue属性,在准备阶段虚拟机会根据ConstantValue属性将v赋值为8080。

4.解析

解析阶段是jvm虚拟器把常量池中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。

5.初始化

初始化是类加载的最后一步,到了这一步才会真正的加载我们写的代码逻辑以及一些初始化数据,初始化阶段是执行类构造器<clinit>()方法的过程.

<clinit>()方法

由编译器自动收集类中的所有类变量的赋值动作和静态语句块static{}中的语句合并产生的,编译器收集的顺序是由语句在源文件中出现的顺序所决定的,静态语句块只能访问到定义在静态语句块之前的变量,定义在它之后的变量,在前面的静态语句块可以赋值,但是不能访问。如下:

public class Test
{
    static
    {
        i=0;
        System.out.println(i);//这句编译器会报错:Cannot reference a field before it is defined(非法向前应用)
    }
    static int i=1;
}

<clinit>()方法与实例构造器<init>()方法不同,它不需要显示地调用父类构造器,虚拟机会保证在子类<init>()方法执行之前,父类的<clinit>()方法方法已经执行完毕,回到本文开篇的举例代码中,结果会打印输出:SSClass就是这个道理。

由于父类的<clinit>()方法先执行,也就意味着父类中定义的静态语句块要优先于子类的变量赋值操作。

<clinit>()方法对于类或者接口来说并不是必需的,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产<clinit>()方法。

接口中不能使用静态语句块,但仍然有变量初始化的赋值操作,因此接口与类一样都会生成<clinit>()方法。但接口与类不同的是,执行接口的<clinit>()方法不需要先执行父接口的<clinit>()方法。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>()方法。

虚拟机会保证一个类的<clinit>()方法在多线程环境中被正确的加锁、同步,如果多个线程同时去初始化一个类,那么只会有一个线程去执行这个类的<clinit>()方法,其他线程都需要阻塞等待,直到活动线程执行<clinit>()方法完毕。如果在一个类的<clinit>()方法中有好事很长的操作,就可能造成多个线程阻塞,在实际应用中这种阻塞往往是隐藏的。

需要注意的是,其他线程虽然会被阻塞,但如果执行<clinit>()方法的那条线程退出<clinit>()方法后,其他线程唤醒之后不会再次进入<clinit>()方法。同一个类加载器下,一个类型只会初始化一次

虚拟机规范严格规定了有且只有5中情况(jdk1.7)必须对类进行“初始化”(而加载、验证、准备自然需要在此之前开始):

遇到new,getstatic,putstatic,invokestatic这失调字节码指令时,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:

1.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、已在编译器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。

5.当使用jdk1.7动态语言支持时,如果一个java.lang.invoke.MethodHandle实例最后的解析结果REF_getstatic,REF_putstatic,REF_invokeStatic的方法句柄,并且这个方法句柄所对应的类没有进行初始化,则需要先出触发其初始化。

除了子类调用父类不会触发初始化外,还有两种情况也不会触发

1.通过数组引用类

public class NotInitialization
{
    public static void main(String[] args)
    {
        SuperClass[] sca = new SuperClass[10];
    }
}

2.直接使用类常量

public class ConstClass
{
    static
    {
        System.out.println("ConstClass init!");
    }
    public static  final String HELLOWORLD = "hello world";
}
public class NotInitialization
{
    public static void main(String[] args)
    {
        System.out.println(ConstClass.HELLOWORLD);
    }
}

注意这个加final和没有加的区别,加了之后会在准备时期初始化,没有加会在初始化时候赋值,在准备时期是为0的

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