JVM 深入理解 (三) | 类加载器子系统

  • JAVA编程
  • 2020-08-08 00:08:24
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简介既然人生的幕布已经拉开,就一定要积极的演出;既然脚步已经跨出,风雨坎坷也不能退步;既然我已把希望播在这里,就一定要坚持到胜利的谢幕

类加载器子系统作用

类加载器子系统负责从文件系统或者网络中加载 Class 文件,Class 文件在文件开头有特定的文件标识。

ClassLoader 只负责 class 文件的加载,至于是否运行,则由 ExecutionEngine决定。

加载的类信息存放在一块称为方法区的内存空间。除了类的信息外,方法区还会存放运行时常量池信息,可能还包括字符串字面量和数字常量。

Class 文件特定的文件标识

使用二进制方式查看 Class 文件,会看到开头是以 ca fe ba be (咖啡宝贝)。

Loading 加载阶段

1.通过一个类的全限定名获取定义此类的二进制字节流。

2.将这个字节流所代表的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构。

3.在内存中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象,作为方法区这个类的各种数据访问入口。

加载 .class 的方式

从本地系统直接加载
通过网络获取
从zip包中读取,jar war 格式的基础
运行时候计算生成,动态代理技术
由其他文件生成,例如 JSP
从专有的数据库中读取
从加密文件中获取,典型的防 Class 文件被反编译

Linking 链接阶段

链接阶段主要做了三个事情,分别是验证、准备、解析。

验证( Verify )

  • 确保 Class 文件的字节流中包含信息符合当前虚拟机要求,保证被加载类的正确性,不会危害虚拟机自身安全。

  • 主要包括四种验证,文件格式验证、元数据验证、字节码验证、符合引用验证。

准备( Prepare )

  • 为类变量分配内存并且设置该类的默认初始值,即零值。

  • 不包含用 final 修饰的 static,final 在编译的时候就分配了,准备阶段会显式初始化

  • 不会为实例变量分配初始化,类变量会分配在方法区中,实例变量是会随着对象一起分配到 Java 堆中。

解析( Resolve )

  • 将常量池内的符号引用转换为直接引用的过程。

  • 解析操作往往会伴随着 JVM 在执行完初始化之后再执行。

  • 符号引用就是一组符号来描述引用的目标。符合引用的字面量定义在《JAVA虚拟机规范》的 Class 文件格式中。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。

  • 解析动作主要针对类或接口、字段、类方法、接口方法、方法类型等。对常量池中的 CONSTANT_Class_info、CONSTANT_Fieldref_info、CONSTANT_Methodref_info 等。

Initialization 初始化阶段

  • 初始化阶段就是执行类构造器方法 <clinit>() 的过程。

  • 此方法不需定义,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>() 不同于类的构造器。( 关联:构造器是虚拟机视角下的 <init>() )

  • 若该类具有父类,JVM 会保证子类的 <clinit>() 执行前,父类的 <clinit>() 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。

小技巧

IDEA 可以安装插件 jclasslib 来快速查看 .class 的内容。

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