双赢彩票网手机登录-深化Java虚拟机jvm类加载初始化学习笔记

作者 | 刘岩

一、Classloader的作用

归纳来说便是将编译后的class装载、加载到机器内存中,为了今后的程序的履行供给前提条件。

二、一段程序引发的考虑

风中叶教师在他的视频中给了咱们一段程序,号称是世界上一切的Java程序员都会犯的过错。

怪异代码如下:

 package test01;
class Singleton {
public static Singleton singleton = new Singleton();
public static int a;
public static int b = 0;
private Singleton() {
super();
a++;
b++;
}
public static Singleton GetInstence() {
return singleton;
}
}
public class MyTest {
/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
Singleton mysingleton = Singleton.GetInstence();
System.out.println(mysingleton.a);
System.out.println(mysingleton.b);
}
}

一般一挥而就的定论便是,a=1,b=1。给出的原因是:a、b都是静态变量,在结构函数调用的时分现已对a和b都加1了。答案就都是1。可是运转完后答案却是a=1,b=0。

下面咱们将代码略微变一下

public static Singleton singleton = new Singleton();
public static int a;
public static int b = 0;

的代码部分替换成

 public static int a;
public static int b = 0;
public static Singleton singleton = new Singleton();

作用便是方才预期的a=1,b=1。

为什么呢,这3句无非便是静态变量的声明、初始化,值的改变和声明的次序还有联系吗?Java不是面向目标的吗?怎样和结构化的言语似地,次序还有联系。这个便是和Java虚拟机JVM加载类的原理有着直接的联系。

三、java类在虚拟机(jvm)中的作业原理

要想运用一个Java类为自己作业,有必要经过以下几个进程

1)类加载load:从字节码二进制文件——.class文件将类加载到内存,然后到达类的从硬盘上到内存上的一个搬迁,一切的程序有必要加载到内存才干作业。将内存中的class放到运转时数据区的办法区内,之后在堆区树立一个java.lang.Class目标,用来封装办法区的数据结构。这个时分就表现出了万事万物皆目标了,干什么工作都得有个目标。便是到了最底层究竟是鸡生蛋,仍是蛋生鸡呢?类加载的终究产品便是堆中的一个java.lang.Class目标。

2)衔接:衔接又分为以下小进程

验证:出于安全性的考虑,验证内存中的字节码是否契合JVM的标准,类的结构标准、语义查看、字节码操作是否合法、这个是为了避免用户自己树立一个不合法的XX.class文件就进行作业了,或者是JVM版别抵触的问题,比如在JDK6下面编译经过的class(其间包括注解特性的类),是不能在JDK1.4的JVM下运转的。

预备:将类的静态变量进行分配内存空间、初始化默许值。(目标还没生成呢,所以这个时分没有实例变量什么工作)

解析:把类的符号引证转为直接引证(保存)

3)类的初始化: 将类的静态变量赋予正确的初始值,这个初始值是开发者自己界说时赋予的初始值,而不是默许值。

四、类的自动运用与被迫运用

以下是视为自动运用一个类,其他状况均视为被迫运用!

1)初学者最为常用的new一个类的实例目标(声明不叫自动运用)

2)对类的静态变量进行读取、赋值操作的。

3)直接调用类的静态办法。

4)反射调用一个类的办法。

5)初始化一个类的子类的时分,父类也相当于被程序自动调用了(假如调用子类的静态变量是从父类承继过来并没有复写的,那么也就相当于只用到了父类的东东,和子类无关,所以这个时分子类不需求进行类初始化)。

6)直接运转一个main函数进口的类。

一切的JVM完成(不同的厂商有不同的完成,有人就说IBM的完成比Sun的要好……)在初次自动调用类和接口的时分才会初始化他们。

5、 类的加载办法

1):本地编译好的class中直接加载

2):网络加载:java.net.URLClassLoader能够加载url指定的类

3):从jar、zip等等压缩文件加载类,自动解析jar文件找到class文件去加载util类

4):从java源代码文件动态编译成为class文件

六、类加载器

JVM自带的默许加载器

1):根类加载器:bootstrap,由C++编写,一切Java程序无法取得。

2):扩展类加载器:由Java编写。

3):体系类、使用类加载器:由Java编写。

用户自界说的类加载器:java.lang.ClassLoader的子类,用户能够定制类的加载办法。每一个类都包括了加载他的ClassLoader的一个引证——getClass().getClassLoader()。假如回来的是null,证明加载他的ClassLoader是根加载器bootstrap。

如下代码

public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
Class clazz = Class.forName("java.lang.String");
System.out.println(clazz.getClassLoader());
}

成果是null,证明java.lang.String是根类加载器去加载的。

public static void main(String[] args) {
Singleton mysingleton = Singleton.GetInstence();
System.out.println(mysingleton.getClass().getClassLoader());
}

成果是sun.misc.Launcher$AppClassLoader@19821f,证明是AppClassLoader(体系类、使用类加载器)去加载的。像jre的rt.jar下面的java.lang.*都是默许的根类加载器去加载这些运转时的类。

七、解说类衔接阶段的预备

类的如下代码片段

public static int a;双赢彩票网手机登录-深化Java虚拟机jvm类加载初始化学习笔记
public static int b = 10;

在这个阶段,加载器会依照结构化似的,从上到下流程将静态变量int类型分配4个字节的空间,并且为其赋予默许值0,而像b = 10这段代码在此阶段是不起作用的,b仍然是默许值0。

八、解说类衔接阶段的解析

这儿面的指针便是C++的指针

九、 回忆那个怪异的代码

从进口开端看

 Singleton mysingleton = Singleton.GetInstence();

是依据内部类的静态办法要一个Singleton实例。

这个时分就归于自动调用Singleton类了。之后内存开端加载Singleton类

1):对Singleton的一切的静态变量分配空间,赋默许的值,所以在这个时分,singleton=null、a=0、b=0。留意b的0是默许值,并不是咱们手艺为其赋予的的那个0值。

2):之后对静态变量赋值,这个时分的赋值便是咱们在程序里手艺初始化的那个值了。此刻singleton = new Singleton();调用了结构办法。结构办法里边a=1、b=1。之后接着次序往下履行。

public static int a;
public static int b = 0;

a没有赋值,保持原状a=1。b被赋值了,b原先的1值被覆盖了,b=0。所以成果便是这么来的。类中的静态块static块也是次序地从上到下履行的。

10. 编译时常量、非编译时常量的静态变量

如下代码

 package test01;
class FinalStatic {
public static final int A = 4 + 4;
static {
System.out.println("假如履行了,证明类初始化了……");
}
}
public class MyTest03 {
双赢彩票网手机登录-深化Java虚拟机jvm类加载初始化学习笔记/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
System.out.println(FinalStatic.A);
}
}

成果是只打印出了8,证明类并没有初始化。反编译源码发现class里边的内容是

public static final int A = 8;

也便是说编译器很智能的、在编译的时分自己就能算出4+4是8,是一个固定的数字。没有什么不知道的要素在里边。

将代码略微改一下

 public static final int A = 4 + new Random().nextInt(10);

这个时分静态块就履行了,证明类初始化了。在静态final变量在编译时不定的状况下。假如客户程序这个时分访问了该类的静态变量,那就会对类进行初始化,所以尽量静态final变量尽量没什么可双赢彩票网手机登录-深化Java虚拟机jvm类加载初始化学习笔记变要素在里边1,不然功能会有所下降。

十一、ClassLoader的分析

ClassLoader的loadClass办法加载一个类不归于自动调用,不会导致类的初始化。如下代码块

 ClassLoader classLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
Class

并不会让类加载器初始化test01.ClassDemo,由于这不归于自动调用此类。

ClassLoader的联系:

根加载器——》扩展类加载器——》使用类加载器——》用户自界说类加载器

加载类的进程是首先从根加载器开端加载、根加载器加载不了的,由扩展类加载器加载,再加载不了的有使用加载器加载,使用加载器假如还加载不了就由自界说的加载器(必定承继自java.lang. ClassLoader)加载、假如自界说的加载器还加载不了。并且下面现已没有再特别的类加载器了,就会抛出ClassNotFoundException,表面上异常是类找不到,实际上是class加载失利,更不能创立该类的Class目标。

若一个类能在某一层类加载器成功加载,那么这一层的加载器称为界说类加载器。那么在这层类生成的Class引证回来下一层加载器叫做初始类加载器。由于加载成功后回来一个Class引证给它的服务目标——也便是调用它的类加载器。考虑到安全,父托付加载机制。

ClassLoad双赢彩票网手机登录-深化Java虚拟机jvm类加载初始化学习笔记er加载类的原代码如下

 protected synchronized Class
throws Cla双赢彩票网手机登录-深化Java虚拟机jvm类加载初始化学习笔记ssNotFoundException
{
// First, check if the class has already been loaded
Class c = findLoadedClass(name);
if (c == null) {
try {
if (parent != null) {
c = parent.loadClass(name, false);
} else {
c = findBootstrapClassOrNull(name);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
// ClassNotFoundException thrown if class not found
// from the non-null parent class loader
}
if (c == null主母罗苏拉) {
// If still not found, then invoke findClass in order
// to find the class.
c = findClass(name);
}
}
if (resolve) {
resolveClass(c);
}
return c;
}

初始化体系ClassLoader代码如下

 private static synchronized void initSystemClassLoader() {
if (!sclSet) {
if (scl != null)
throw new IllegalStateException("recursive invocation");
sun.misc.Launcher l = sun.misc.Launcher.getLauncher();
if (l != null) {
Throwable oops = null;
scl = l.getClassLoader();
try {
PrivilegedExceptionAction a;
a = new SystemClassLoaderAction(scl);
scl = (ClassLoader) AccessController.doPrivileged(a);
} catch (PrivilegedActionException pae) {
oops = pae.getCause();
if (oops instanceof InvocationTargetException) {
oops = oops.getCause();
}
}
if (oops != null) {
if (oops instanceof Error) {
throw (Error) oops;
} else {
// wrap the exception
throw new Error(oops);
}
}
}
sclSet = true;
}
}

它里边调用了许多native的办法,也便是经过JNI调用底层C++的代码。

十二、类(class)的生命周期

当一个类被加载、衔接、初始化后,它的生命周期就开端了,当代表该类的Class目标不再被引证、即现已不行触及的时分,Class目标的生命周期完毕。那么该类的办法区内的数据也会被卸载,然后完毕该类的生命周期。一个类的生命周期取决于它Class目标的生命周期。由Java虚拟机自带的默许加载器(根加载器、扩展加载器、体系加载器)所加载的类在JVM生命周期中一直不被卸载。所以这些类的Class目标(我称其为实例的模板目标)一直能被触及!而由用户自界说的类加载器所加载的类会被卸载掉!

最终

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