这是我参与11月更文挑战的第2天,活动详情查看:2021最后一次更文挑战
一、类的生命周期
类的生命周期主要有以下阶段:
- 加载(Loading):找 Class 文件
- 验证(Verification):验证格式、依赖
- 准备(Preparation):静态字段、方法表
- 解析(Resolution):符号解析为引用
- 初始化(Initialization):构造器、静态变量赋值、静态代码块
- 使用(Using)
- 卸载(Unloading)
二、类的加载时期
类的加载时期有以下几种:
- 当虚拟机启动时,初始化用户指定的主类,就是启动执行的 main 方法所在的类;
- 当遇到用以新建目标类实例的 new 指令时,初始化 new 指令的目标类,就是 new一个类的时候要初始化;
- 当遇到调用静态方法的指令时,初始化该静态方法所在的类;
- 当遇到访问静态字段的指令时,初始化该静态字段所在的类;
- 子类的初始化会触发父类的初始化;
- 如果一个接口定义了 default 方法,那么直接实现或者间接实现该接口的类的初始化,会触发该接口的初始化;
- 使用反射 API 对某个类进行反射调用时,初始化这个类,其实跟前面一样,反射调用要么是已经有实例了,要么是静态方法,都需要初始化;
- 当初次调用 MethodHandle 实例时,初始化该 MethodHandle 指向的方法所在的类。
三、类可能加载(但不会初始化)
- 通过子类引用父类的静态字段,只会触发父类的初始化,而不会触发子类的初始化。
- 定义对象数组,不会触发该类的初始化。
- 常量在编译期间会存入调用类的常量池中,本质上并没有直接引用定义常量的类,不会触发定义常量所在的类。
- 通过类名获取 Class 对象,不会触发类的初始化,Hello.class 不会让 Hello 类初始化。
- 通过 Class.forName 加载指定类时,如果指定参数 initialize 为 false 时,也不会触发类初始化,其实这个参数是告诉虚拟机,是否要对类进行初始化。Class.forName("jvm.Hello")默认会加载 Hello 类。
- 通过 ClassLoader 默认的 loadClass 方法,也不会触发初始化动作(加载了,但是不初始化)。
四、类加载器类型
类加载器层次关系如下:
4.1 启动类加载器(BootstrapClassLoader)
启动类加载器(Bootstrap Classloader)负责将<JAVA_HOME>/lib目录下并且被虚拟机识别的类库加载到虚拟机内存中。我们常用基础库,例如java.util.**,java.io.**,java.lang.**等等都是由根加载器加载。
4.2 扩展类加载器(ExtClassLoader)
扩展类加载器(Extention Classloader)负责加载JVM扩展类,比如swing系列、内置的js引擎、xml解析器等,这些类库以javax开头,它们的jar包位于<JAVA_HOME>/lib/ext目录中。
4.3 应用加载器(AppClassLoader)
应用程序加载器(Application Classloader)也叫系统类加载器,它负责加载用户路径(ClassPath)上所指定的类库。我们自己编写的代码以及使用的第三方的jar包都是由它来加载的。
4.4 自定义加载器(CustomClassLoader)
自定义加载器(Custom Classloader)通常是我们为了某些特殊目的实现的自定义加载器。
五、案例(显示加载了那些Jar)
public class JvmClassLoaderPrintPath {
public static void main(String[] args) {
// 启动类加载器
URL[] urls = sun.misc.Launcher.getBootstrapClassPath().getURLs();
System.out.println("启动类加载器");
for (URL url : urls) {
System.out.println(" ==> " + url.toExternalForm());
}
// 扩展类加载器
printClassLoader("扩展类加载器", JvmClassLoaderPrintPath.class.getClassLoader().getParent());
// 应用类加载器
printClassLoader("应用类加载器", JvmClassLoaderPrintPath.class.getClassLoader());
}
private static void printClassLoader(String name, ClassLoader cl) {
if (cl != null) {
System.out.println(name + " ClassLoader => " + cl.toString());
printURLForClassLoader(cl);
} else {
System.out.println(name + " ClassLoader => null");
}
}
private static void printURLForClassLoader(ClassLoader CL) {
Object ucp = insightField(CL, "ucp");
Object path = insightField(ucp, "path");
ArrayList ps = (ArrayList)path;
for (Object p : ps) {
System.out.println(" ==> " + p.toString());
}
}
private static Object insightField(Object obj, String fName) {
try {
Field f = null;
if (obj instanceof URLClassLoader) {
f = URLClassLoader.class.getDeclaredField(fName);
} else {
f = obj.getClass().getDeclaredField(fName);
}
f.setAccessible(true);
return f.get(obj);
} catch (NoSuchFieldException | IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
return null;
}
}
}