类的加载过程

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一、类加载器子系统

屏幕截图 2024-10-16 202134.png

  • 主要是负责从文件系统或者网络中加载class文件,所加载的class文件必须在开头有特定的文件标识(CA FE BA BE)。
  • 只负责类的加载,它是否可以运行使用执行引擎决定。
  • 生成的元数据模板可以通过getClassLoader()方法获取是由哪个类加载器加载的;最终实例的对象可以通过getClass()方法,获取到是由哪个类创建的对象。

二、类加载过程:Loading

  • 通过一个类的全类名获取定义该类的二进制字节流。
  • 将这个字节流所代表的静态存储结果转化为方法区的运行时数据结果。
  • 在内存中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象,作为方法区的这个类访问各种数据的入口。

三、类加载过程:Linking

1. 验证(Verify)

  • 确保class文件字节流中包含的信息符合当前虚拟机的要求,保证加载类的正确性
  • 主要包含:文件格式验证、元数据验证、字节码验证、符号引用验证

2. 准备(Perpare)

  • 为变量分配内存并赋默认初始值,即零值。例:public static int a = 1;(准备阶段是0,初始化阶段是1)
  • final修饰的static在编译时就会分配,准备阶段会显式初始化,因为后期不会再变化了。
  • 这里不会为实例变量(方法中声明的变量)分配初始化,类变量会分配在方法区中,而实例变量会随着对象一起分配的java堆中。

3. 解析(Resolve)

  • 将常量池中的符号引用转化为直接引用(直接指向目标的指针、相对偏移量或间接定位到目标句柄),在编译后的文件中都会有体现。
  • 解析操作往往会伴随这JVM在执行完初始化后再执行。

四、类加载过程:Initialization

  • 初始化阶段就是类执行类构造器方法<clinit>()的过程。字节码文件中Methods会有体现。
  • 方法<clinit>()不需要定义,是javac编译器自动收集类中的所有类变量赋值动作和静态代码块中的语句合并而来。
  • 构造器方法中指令按语句在源文件中出现的顺序执行。
  • <clinit>()不同于类构造器,类构造器是虚拟机视角下的<init>()
 public class Demo{
     private static int num = 2;
     static {
         num2 = 20;
     }
     private static int num2 = 10;//Linking中的准备状态会赋值零值,Initialization中先赋值20后又赋值10
 }
  • 若该类具有父类,JVM会保证子类的<clinit>()方法执行前,父类的该方法已经执行完毕。
  • 虚拟机必须保证一个类的<clinit>()方法在多线程下被同步加锁。