众所周知,java是一门平台无关性的语言,一次编译随处运行。正因为这个特性使java迅速崛起并无限风光。那么是什么使java具有这一特性呢?这就跟java的运行环境有关了,java需要通过java虚拟机(JVM)解释执行。单一句话来解释就太过于笼统了,下面我们具体分析。
跨平台运行除了java以外C、C++也是支持的,只不过他们需要在不同平台下编译。而java通过java编译器编译成java字节码,再通过JVM解释成各个系统的机器码去运行。字节码是虚拟机的机器指令,与平台无关,有统一的格式,不依赖于具体的硬件环境。JVM在执行字节码文件时,把字节码解释成具体平台上的机器指令执行。所以java程序在不同的平台上运行时,不需要重新编译。
那么java的类文件是怎样加载到JVM呢?
Java语言是一种具有动态性的解释性语言,类只有被加载到JVM中才能运行。JVM会将.class文件加载到内存中,而这个过程是由类加载器ClassLoader和其子类完成的,简单来说就是将磁盘上的文件读取到内存中。当我们使用java命令运行下图所示类中的main函数时,首先通过类加载器把主类加载到JVM中。JVM底层由C和C++实现,所以整个过程不少地方由C++实现或调用,具体看下方流程图
具体流程流程如下图所示:
从上面的流程图可以看出JVM底层是由C++实现或者调用的,这些步骤由JVM底层hotspot虚拟机完成,本文不不展开细讲,有兴趣的码友可以去扒一扒hotspot源码。这里主要讲述类加载器部分,从上图可以看到C++创建JVM启动器实例,这个实例即 jdk包中的/jre/lib目录下rt.jar包中sun.misc.Launcher类通过getLauncher()方法获取,如下图:
Launcher源码很清晰的看到了整个加载过程,过程中涉及到的ClassLoader为同在rt.jar下的Classloader类产生的对象。通过方法调用追踪,最后总结为:1、调用 findLoadedClass(String) 来检查是否已经加载类。 2、在父类加载器上调用 loadClass() 方法。如果父类加载器为 null,则使用虚拟机的内置类加载器。 3、调用 findClass() 方法查找类。 如果使用上述步骤找到类,并且 resolve 标志为真,则此方法将在得到的 Class 对象上调用 resolveClass(Class) 方法。 如下图:
在扒ClassLoader类源码的过程中,可以发现不少带native关键字的方法,这些方法java不需要自己实现,而是调用C++/C封装的DLL(windows系统下)。进一步证明java就是在不同的平台上调用不同的native方法实现对操作系统的访问的。