梳理JVM内存结构、GC、类加载、AOP编程及性能监控——2

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分为四个阶段:

  • 第一阶段是验证,确保被加载的类的正确性。

这一阶段的目的是为了确保Class文件的字节流中包含的信息符合当前虚拟机的要求,并且不会危害虚拟机自身的安全。验证阶段大致会完成4个阶段的检验动作: 文件格式验证验证字节流是否符合Class文件格式的规范;例如:是否以0xCAFEBABE开头、主次版本号是否在当前虚拟机的处理范围之内、常量池中的常量是否有不被支持的类型。 元数据验证对字节码描述的信息进行语义分析(注意:对比javac编译阶段的语义分析),以保证其描述的信息符合Java语言规范的要求;例如:这个类是否有父类,除了java.lang.Object之外。 字节码验证通过数据流和控制流分析,确定程序语义是合法的、符合逻辑的。 符号引用验证确保解析动作能正确执行。

验证阶段是非常重要的,但不是必须的,它对程序运行期没有影响,如果所引用的类经过反复验证,那么可以考虑采用***-Xverifynone参数来关闭大部分的类验证措施***,以缩短虚拟机类加载的时间。

  • 第二阶段是准备:为类的静态变量分配内存,并将其初始化为默认值

准备阶段是正式为类变量分配内存并设置类变量初始值的阶段,这些内存都将在方法区中分配。对于该阶段有以下几点需要注意: 1、这时候进行内存分配的仅包括*类变量(static) *,而不包括实例变量,实例变量会在对象实例化时随着对象一块分配在Java堆中。

2、这里所设置的初始值通常情况下是数据类型默认的零值(如0、0L、null、false等),而不是被在Java代码中被显式地赋予的值。如public static int value = 3;那么变量value在准备阶段过后的初始值为0,而不是3,因为这时候尚未开始执行任何Java方法,而把value赋值为3的putstatic指令是在程序编译后,存放于类构造器()方法之中的,所以把value赋值为3的动作将在初始化阶段才会执行。这里还需要注意如下几点: i.对基本数据类型来说,对于类变量(static)和全局变量,如果不显式地对其赋值而直接使用,则系统会为其赋予默认的零值,而对于局部变量来说,在使用前必须显式地为其赋值,否则编译时不通过。 ii.对于同时被static和final修饰的常量,必须在声明的时候就为其显式地赋值,否则编译时不通过;而只被final修饰的常量则既可以在声明时显式地为其赋值,也可以在类初始化时显式地为其赋值,总之,在使用前必须为其显式地赋值,系统不会为final修饰的常量赋予默认零值。 iii.对于引用数据类型 reference来说,如数组引用、对象引用等,如果没有对其进行显式地赋值而直接使用,系统都会为其赋予默认的零值,即null。 iv.如果在数组初始化时没有对数组中的各元素赋值,那么其中的元素将根据对应的数据类型而被赋予默认的零值。

3、如果类字段的字段属性表中存在ConstantValue属性,即同时被final和static修饰,那么在准备阶段变量value就会被初始化为ConstValue属性所指定的值。如public static final int value = 3;编译时Javac将会为value生成ConstantValue属性,在准备阶段虚拟机就会根据ConstantValue的设置将value赋值为3。

  • 第三阶段是解析:把类中的符号引用转换为直接引用

解析阶段是虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程,解析动作主要针对类或接口、字段、类方法、接口方法、方法类型、方法句柄和调用点限定符7类符号引用进行。符号引用就是一组符号来描述目标,可以是任何字面量。 直接引用就是直接指向目标的指针、相对偏移量或一个间接定位到目标的句柄。

这个阶段的主要目的将编译后的虚拟地址(类似动态库,库数据段都是0x00开始,载入内存后需要与实际分配的地址关联起来)与实际运行的地址关联起来。

  • 第四阶段是初始化,为类的静态变量赋予正确的初始值,JVM负责对类进行初始化,主要对类变量进行初始化,包括给声明类变量指定初始值,和为类static变量指定静态代码块地址。

1、假如这个类还没有被加载和连接,则程序先加载并连接该类 2、假如该类的直接父类还没有被初始化,则先初始化其直接父类 3、假如类中有初始化语句,则系统依次执行这些初始化语句

类初始化时机:只有当对类的主动使用的时候才会导致类的初始化,类的主动使用包括以下六种: – 创建类的实例,也就是new的方式 – 访问某个类或接口的静态变量,或者对该静态变量赋值 – 调用类的静态方法 – 反射(如Class.forName(“com.xxx.Test”)) – 初始化某个类的子类,则其父类也会被初始化 – Java虚拟机启动时被标明为启动类的类(Java Test),直接使用java.exe命令来运行某个主类。