在class文件中的描述信息都需要加载到jvm才能运行和使用。
jvm的类加载机制:jvm把描述类的数据从class文件中加载到内存,并对数据进行校验,转换解析和初始化,最终形成被jvm使用的Java类型。
生命周期:加载-》(验证-》准备-》解析-》) 连接-》 初始化-》使用-》卸载
何时触发初始化
为一个类型创建一个新的对象实例时(比如new、反射、序列化)
调用一个类型的静态方法时(即在字节码中执行invokestatic指令)
调用一个类型或接口的静态字段,或者对这些静态字段执行赋值操作时(即在字节码中,执行getstatic或者putstatic指令),不过用final修饰的静态字段除外,它被初始化为一个编译时常量表达式
调用JavaAPI中的反射方法时(比如调用java.lang.Class中的方法,或者java.lang.reflect包中其他类的方法)
初始化一个类的派生类时(Java虚拟机规范明确要求初始化一个类时,它的超类必须提前完成初始化操作,接口例外)
JVM启动包含main方法的启动类时。
加载:查找并加载类的二进制数据。(把类的.class文件的二进制数据读入内存,存放在运行时数据区的方法区;类加载的最终结果是产生 堆区中描述对应类的Class对象);
1.遇到new(用new实例对象),getStatic(读取一个静态字段),putstatic(设置一个静态字段),invokeStatic(调用一个类的静态方法)这四条指令字节码命令时
2.使用Java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用时,如果此时类没有进行init,会先init。
3.当初始化一个类时,如果其父类没有进行初始化,先初始化父类
4.jvm启动时,用户需要指定一个执行的主类(包含main的类)虚拟机会先执行这个类
5.当使用JDK1.7的动态语言支持的时候,当java.lang.invoke.MethodHandler实例后的结果是REF-getStatic/REF_putstatic/REF_invokeStatic的句柄,并且这些句柄对应的类没初始化的话应该首先初始。
(java中就是用"句柄"来操纵对象的,句柄可以理解为引用)
注意:除以上5种方法外,所有引用类的方法都不会触发初始化,称为被动引用。
连接 包括验证,准备,解析;
验证 :这一步主要是检验是否满足java虚拟机的规范;
2.验证: 防止危害jvm安全,目的是确保class文件中字节流中包含的信息符合当前虚拟机的要求。主要有四个方面的验证:
1、文件格式验证,是否以魔数开始,版本信息是否为jvm接受,常量池中是否有不支持的类型。
2、元数据验证:进行语法分析,是否每个类都有父类,是否有语法错误,是否继承自final。
3、字节码验证:语义分析,通过数据流和控制流分析,确保语义是合法的。
(内容: 1变量要在使用之前进行初始化
2方法调用与对象引用类型之前要匹配
3访问私有数据和方法的规则没有被违背
4对本地变量的访问落在运行时堆栈内
5运行时堆栈没有溢出)
4、符号引用验证:是否能找到对应的类。发生在将符号引用转化为直接引用时,在解析中产生。
(ps:
符号引用
符号引用以一组符号来描述所引用的目标, 符号可以是任何形式的字面量, 只要使用时能够无歧义的定位到目标即可. 例如, 在Java中, 一个Java类将会编译成一个class文件. 在编译时, Java类并不知道所引用的类的实际地址, 因此只能使用符号引用来代替. 比如org.simple.People类引用了org.simple.Language类, 在编译时People类并不知道Language类的实际内存地址, 因此只能使用符号org.simple.Language来表示Language类的地址.
直接引用
直接引用可以是:
直接指向目标的指针.(个人理解为: 指向方法区中类对象, 类变量和类方法的指针)
相对偏移量. (指向实例的变量, 方法的指针)
一个间接定位到对象的句柄.
我觉得直接引用说白了, 就是程序运行时可以定位到引用的东西(类, 对象, 变量或者方法等)的地址.)
3.准备:正式为类变量分配内存,在方法区中分配 注意:static+ final修饰的变量在准备阶段之后就是用户指定的值。
(public static int value =123; 初始化值为0; 如果是static+final 则为123)
4.解析:将符号引用转化为直接引用(可选择)包括类,接口, 字段,方法的解析。
5.初始化:真正执行Java程序中的代码(字节码),是执行类构造器的过程,对类的静态变量和代码块执行初始化工作。
1、<clinit>()方法是由于编译器自动收集类中所有类变量赋值,静态语句块合并产生的,顺序是语句在源文件中的顺序。
2、<clinit>方法与类的构造器不同,他不需要显示的调用父类的构造方法,因为jvm会保证在子类的clinit方法执行之前,
父类已经执行了。所以jvm执行的clinit一定是object类。
3、如果一个类或者接口中没有静态语句或者静态块,则可以没有clinit方法。
4、jvm会保证类的clinit方法加锁。
注意:静态语句块中只能访问定义在静态语句之前的变量,不能访问语句之后的,但可以为后边的变量赋值。
双亲委派模式
类装载工作是有ClassLoader及其子类负责的,ClassLoader是一个运行时组件,它负责在运行时查找和装入Class字节码文件。
jvm有三个ClassLoader:依次是:
1、启动类加载器, 根装载器,用户不可访问,Bootstrap ClassLoader,加载JAVA_HOME\lib,或者被-Xbootclasspath参数限定的类
2、扩展类加载器,Extension ClassLoader,加载\lib\ext,或者被java.ext.dirs系统变量指定的类
3、应用程序类加载器,Application ClassLoader,加载ClassPath中的类库
4、自定义类加载器,通过继承ClassLoader实现,一般是加载我们的自定义类
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双亲委派工作过程:如果一个类加载器收到了类加载的请求,它首先不会自己去尝试加载这个类,而是把这个请求委派给父类加载器去完成,每一个层次的类加载都是如此,因此所有的加载请求最终都应该传送到顶层的启动类加载器中,只有当父加载器反馈自己无法完成这个加载请求时,子加载器才会尝试自己去加载;