JVM学习笔记01-类加载过程

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类加载过程

当我们使用Java命令执行一个类的main方法时,会先通过类加载器把主类加载到JVM中

package org.laugen.jvm;

public class Math {
    public static int intData = 666;
    public static User user = new User();

    public int compute() {
        int a = 1;
        int b = 2;
        int c = (a + b) * 10;
        return c;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Math math = new Math();
        math.compute();
    }
}

加载上述Math类的大体流程如下:

  • C++会创建一个引导类加载器(BootstrapClassLoader)的实例
  • C++调用Java代码创建JVM启动器实例sun.misc.Launcher,该类由引导类加载器负责加载,并创建其他类加载器
  • Launcher.getLauncher()->launcher.getClassLoader(),获取到Math的类加载器AppClassLoader实例
  • classLoader.loadClass("org.laugen.jvm.Math"),调用类加载器的loadClass方法加载类
  • 类加载完成后,C++调用Math.main()

loadClass的类加载过程有如下几步:

加载>>验证>>准备>>解析>>初始化>>使用>>卸载

  • 加载:读取字节码文件,使用到类时才会加载,如调用类的静态方法,实例化类的对象等,加载阶段会生成一个Class对象存在内存中,用作方法区中这个类的各种数据的访问入口
  • 验证:校验字节码文件的正确性
  • 准备:为类的静态变量分配内存,并赋予默认值
  • 解析:将符号引用替换为直接引用,该阶段会把一些静态方法(符号引用,比如main()方法)替换为指向数据所存内存的指针或句柄等(直接引用),这是所谓的静态链接过程(类加载期间完成),动态链接是在程序运行期间完成的将符号引用替换为直接引用
  • 初始化:对类的静态变量初始化为指定的值,执行静态代码块

类被加载到方法区中后主要包含运行时常量池类型信息字段信息方法信息类加载器的引用对应class实例的引用等信息

  • 类加载器的引用:这个类到类加载器实例的引用
  • 对应class实例的引用:类加载器在加载类信息放到方法区中后,会创建一个对应的Class 类型的对象实例放到堆(Heap)中,作为开发人员访问方法区中类定义的入口和切入点。

注意:主类在运行过程中如果使用到其它类,会逐步加载这些类。jar包或war包里的类不是一次性全部加载的,是使用到时才加载。

下面有一段代码,你能说出执行结果吗?

package org.laugen.jvm;

public class DynamicLoad {

    static {
        System.out.println("load DynamicLoad");
    }

    public static void main(String[] args) {
        new A();
        // B不会加载
        B b = null;
        // C会加载
        C c = new C();
        // D会加载
        D.staticD();
    }
}

class A {
    static {
        System.out.println("load A");
    }

    public A() {
        System.out.println("initial A");
    }
}

class B {
    static {
        System.out.println("load B");
    }

    public B() {
        System.out.println("initial B");
    }
}

class C {
    static {
        System.out.println("load C");
    }

    public C() {
        System.out.println("initial C");
    }
}

class D {
    static {
        System.out.println("load D");
    }

    public D() {
        System.out.println("initial D");
    }

    public static void staticD() {
        System.out.println("static D");
    }
}