JVM的類加載過程詳細說明

一、基礎知識

我們平時寫的Java寫代碼一般都是.java文件,編譯成為.class字節碼文件,然後類加載器把.class文件加載到JVM內存中,接下來JVM就執行我們的字節碼文件,整個過程就是這樣。

畫個圖方便大傢好理解:

在這裡插入圖片描述

類加載過程其實非常瑣碎且復雜,但是我們隻要把握其中的核心工作原理即可

一個類從加載到使用會經歷以下步驟:

加載-〉驗證-〉準備-〉解析-〉初始化-〉使用-〉卸載

以以下ClassLoadDemo類代碼舉例:

/**
 * @author god-jiang
 * @date 2021/5/29
 */
public class ClassLoadDemo {

    private static int count = 666;

    public static void main(String[] args) {
        ReplicaManager replicaManager = new ReplicaManager();
    }
}

二、加載

那麼什麼時候會加載一個類呢?答案很簡單,當你使用到這個類的時候JVM就會去加載。示例代碼main函數是入口,會加載ClassLoadDemo.class字節碼,又因為main函數使用瞭ReplicaManager.class,所以繼續加載。

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三、驗證

驗證這一步,是根據JVM規范,來校驗你加載進來的.class文件的內容是否符合規范。當你的.class文件被人惡意修改瞭,字節碼不符合JVM規范,那麼JVM是沒法執行這個字節碼的。所以.class被加載到內存中需要驗證,通過瞭之後才能交給JVM來運行

四、準備

準備這一步,就是給你的class中的類分配一定的內存空間,比如ClassLoadDemo類,就會給它分配內存空間,然後給它裡面的static變量分配內存空間,給一個默認的初始值。

PS:int的默認值為0,boolean的默認值是false,引用類型的默認值為null,以此類推。

五、解析

解析這一步,實際上就是把符號引用替換為直接引用的過程。這一部分涉及JVM底層,有點復雜,所以不再深究。

以上三步,就核心就是“準備階段”。因為這個階段是給加載進來的類分配好瞭內存空間,類變量也分配瞭內存空間,並且給瞭默認的初始值,這個概念,大傢心裡一定要有。

六、核心階段:初始化

上面講過準備階段會給類變量分配一個內存空間,然後給初始值。但是賦值這一段邏輯在哪裡執行呢?答案就是在初始化階段。

以上的示例代碼ClassLoadDemo.class的count變量在準備階段就是給一個默認值0,但是到瞭初始化就會賦值為666。

知道瞭類的加載過程,那麼什麼時候初始化一個類呢?這裡有一個非常重要的規則,就是如果初始化一個類,發現他的父類還沒初始化,那麼必須先初始化他的父類。

到這裡大傢應該對類加載的整個過程都有一定的瞭解,我再根據以上內容畫一個張圖方便理解。

在這裡插入圖片描述

現在相信大傢已經搞明白瞭整個類加載從觸發時機到初始化的過程瞭,那麼還有一個重要的知識點是類加載器,接著分享。

類加載器

JVM的類加載器主要有四種,Bootstrap ClassLoader、Extension ClassLoader、Application ClassLoader,還有一個是自定義類加載器。接下來我來介紹一下他們。

啟動類加載器

Bootstrap ClassLoader主要負責加載我們在電腦上安裝的Java目錄下的核心類。比如我們安裝的JDK下就有一個lib目錄,裡面放著Java最核心的類,支持著Java系統的運行。

擴展類加載器

Extension ClassLoader也是類似的,在我們安裝的JDK中有一個lib/ext目錄,這裡面有一些類就是需要使用這個類加載器加載,支持你的Java系統運行。

應用程序類加載器

Application ClassLoader負責去加載ClassPath環境變量所指定的類,其實可以大概理解為加載你寫好的Java代碼,然後這個類加載器幫我們把寫好的代碼加載到內存中運行。

自定義類加載器

除瞭以上的三種類加載器,我們還可以自定義類加載器,根據自己的需求加載類。

七、雙親委派機制

JVM的類加載器是有親子層級結構,啟動類加載器是處於最上層的,擴展類加載器在第二層,第三層是應用程序類加載器,最後一層是自定義加載器。

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雙親委派機制說的是,假設你的應用程序需要加載一個類,它會首先委派給自己的父類加載器去加載,最後到Bootstrap ClassLoader加載器。

如果最上層的類加載器加載不瞭,他就會下推權利給下面的類加載去加載,一層層下來。

八、總結

今天分享瞭類加載過程還有類加載器的相關知識,主要以我的學習理解還有圖來更加直觀的理解這個知識點。

希望以上的內容對你們有所幫助。

到此這篇關於JVM的類加載過程詳細說明的文章就介紹到這瞭,更多相關JVM類加載內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet!

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