JVM(一):浅谈JVM类加载机制

    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。

好了 本文到这就要结束了,简单阐述了类加载的过程,仅为本人学习过程中的一点感悟,欢迎码友们指正。下一篇将讲述类加载过程中的双亲委派机制和如何打破双亲委派机制。

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