《Java 虚拟机原理》3.1 类加载过程

一、类的生命周期

一个类的完整生命周期如下:

加载:加载 class 文件即字节码

连接:分配内存、初始化默认值、直接引用

初始化:new 等操作,初始化类

使用:用户使用

卸载:GC 垃圾回收

图1 类的生命周期

二、类加载过程

1.加载

步骤1:根据全类名获取二进制字节码流

步骤2:将字节码流中的静态数据结构转换为运行时的数据结构

步骤3:在内存中生成一个class的对象,作为方法区的数据入口

重点:双亲委派模型

说明:a.步骤1可以加载 ZIP、JAR 等格式的包。

           b.两个不同的类加载器,加载同一个类,内存中存在两个类。

           c.加载和连接的阶段是交叉进行的。

2.连接

2.1 验证

文件格式验证、元数据验证、字节码验证、符号引用验证

2.2 准备

准备阶段是正式为类变量分配内存并设置类变量初始值的阶段

步骤1:static 类变量分配内存,而实例变量只在实例化的时候进行内存分配。

步骤2:初始化默认值,例如基本类型的默认值、null等。

2.3 解析

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。

符号引用:使用一组符号来描述目标,可以是任何字面量。

直接引用: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。

在程序实际运行时,只有符号引用是不够的,举个例子:在程序执行方法时,系统需要明确知道这个方法所在的位置。Java 虚拟机为每个类都准备了一张方法表来存放类中所有的方法。当需要调用一个类的方法的时候,只要知道这个方法在方发表中的偏移量就可以直接调用该方法了。

3.初始化

初始化是类加载的最后一步,也是真正执行类中定义的 Java 程序代码(字节码),初始化阶段是执行类构造函数。

下面 5 种情况,可以执行类初始化:

情况1:new、getstatic、putstatic或invokestatic的直接码指令。

情况2:使用 java.lang.reflect 包的方法对类进行反射调用。

情况3:初始化子类,如果其父类没有初始化,就先初始化其父类。

情况4:虚拟机启动,调用 main 函数入口。

三、卸载

卸载类即该类的 Class 对象被 GC 垃圾回收

卸载类需要满足 3 个要求:

条件1:该类的所有的实例对象都已被 GC,也就是说堆不存在该类的实例对象。

条件2:该类没有在其他任何地方被引用

条件3:该类的类加载器的实例已被 GC

说明:在JVM生命周期类,由jvm自带的类加载器加载的类是不会被卸载的,但是由我们自定义的类加载器加载的类是可能被卸载的。例如,jdk 自带的 BootstrapClassLoader、PlatformClassLoader、AppClassLoader 负责加载jdk提供的类,它们的实例是不会被回收的。但是用户自定义的类加载器实例是可以被回收的。

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