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JVM核心教程之JVM運行與類加載全過程詳解

更新時間：2018年04月27日 10:44:13 作者：AskHarries

我們都知道一個java程序運行要經(jīng)過編譯和執(zhí)行，但是這太概括了，中間還有很多步驟，下面這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于JVM核心教程之JVM運行與類加載全過程的相關(guān)資料，文中通過示例代碼介紹的非常詳細，需要的朋友可以參考下。

為什么要使用類加載器？

Java語言里，類加載都是在程序運行期間完成的，這種策略雖然會令類加載時稍微增加一些性能開銷，但是會給java應(yīng)用程序提供高度的靈活性。例如：

1.編寫一個面向接口的應(yīng)用程序，可能等到運行時再指定其實現(xiàn)的子類；

2.用戶可以自定義一個類加載器，讓程序在運行時從網(wǎng)絡(luò)或其他地方加載一個二進制流作為程序代碼的一部分；(這個是Android插件化，動態(tài)安裝更新apk的基礎(chǔ))

為什么研究類加載全過程？

有助于連接JVM運行過程
更深入了解java動態(tài)性（解熱部署，動態(tài)加載），提高程序的靈活性

類加載機制

JVM把class文件加載到內(nèi)存，并對數(shù)據(jù)進行校驗、解析和初始化，最終形成JVM可以直接使用的java類型的全過程。

加載

將class文件字節(jié)碼內(nèi)容加載到內(nèi)存中，并將這些靜態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成方法區(qū)中的運行時數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在堆中生成一個代表這個類的java.lang.Class對象，作為方法區(qū)類數(shù)據(jù)的訪問入口，這個過程需要類加載器參與。

鏈接

將java類的二進制代碼合并到JVM的運行狀態(tài)之中的過程

驗證：確保加載的類信息符合JVM規(guī)范，沒有安全方面的問題
準備：正式為類變量（static變量）分配內(nèi)存并設(shè)置類變量初始值的階段，這些內(nèi)存都將在方法去中進行分配
解析：虛擬機常量池的符號引用替換為字節(jié)引用過程

初始化

初始化階段是執(zhí)行類構(gòu)造器<clinit>（）方法的過程。類構(gòu)造器<clinit>（）方法是由編譯器自動收藏類中的所有類變量的賦值動作和靜態(tài)語句塊(static塊)中的語句合并產(chǎn)生
當初始化一個類的時候，如果發(fā)現(xiàn)其父類還沒有進行過初始化，則需要先觸發(fā)其父類的初始化
虛擬機會保證一個類的<clinit>（）方法在多線程環(huán)境中被正確加鎖和同步
當范圍一個Java類的靜態(tài)域時，只有真正聲名這個域的類才會被初始化

例1：

public class Demo01 {
 public static void main(String[] args) {
  A a = new A();
  System.out.println(a.width);
 }
}

class A{
 public static int width=100; //靜態(tài)變量，靜態(tài)域 field
 static{
  System.out.println("靜態(tài)初始化類A");
  width = 300 ;
 }
 public A() {
  System.out.println("創(chuàng)建A類的對象");
 }
}

分析：

說明：

內(nèi)存中存在棧、堆（放創(chuàng)建好的對象）、方法區(qū)（實際也是一種特殊堆）

1、JVM加載Demo01時候，首先在方法區(qū)中形成Demo01類對應(yīng)靜態(tài)數(shù)據(jù)（類變量、類方法、代碼…），同時在堆里面也會形成java.lang.Class對象（反射對象），代表Demo01類，通過對象可以訪問到類二進制結(jié)構(gòu)。然后加載變量A類信息，同時也會在堆里面形成a對象，代表A類。

2、main方法執(zhí)行時會在棧里面形成main方法棧幀，一個方法對應(yīng)一個棧幀。如果main方法調(diào)用了別的方法，會在棧里面挨個往里壓，main方法里面有個局部變量A類型的a，一開始a值為null，通過new調(diào)用類A的構(gòu)造器，棧里面生成A（）方法同時堆里面生成A對象，然后把A對象地址付給棧中的a,此時a擁有A對象地址。

3、當調(diào)用A.width時，調(diào)用方法區(qū)數(shù)據(jù)。

當類被引用的加載，類只會加載一次

類的主動引用（一定會發(fā)生類的初始化）

new一個類的對象
調(diào)用類的靜態(tài)成員（除了final常量）和靜態(tài)方法
使用java.lang.reflect包的方法對類進行反射調(diào)用
當虛擬機啟動，java Demo01,則一定會初始化Demo01類，說白了就是先啟動main方法所在的類
當初始化一個類，如果其父類沒有被初始化，則先初始化它父類

類的被動引用（不會發(fā)生類的初始化）

當訪問一個靜態(tài)域時，只有真正聲名這個域的類才會被初始化
通過子類引用父類的靜態(tài)變量，不會導致子類初始化
通過數(shù)組定義類的引用，不會觸發(fā)此類初始化
引用常量不會觸發(fā)此類的初始化（常量在編譯階段就存入調(diào)用類的常量池中了）

例2：

public class Demo01 {
 static{
  System.out.println("靜態(tài)初始化Demo01");
 }
 
 
 public static void main(String[] args) throws Exception {
  System.out.println("Demo01的main方法！");
  System.out.println(System.getProperty("java.class.path"));
  
  //主動引用
//  new A();
//  System.out.println(A.width);
//  Class.forName("com.sinosoft.test.A");
  
  
  //被動引用
//  System.out.println(A.MAX);
//  A[] as = new A[10];
  System.out.println(B.width);//B類不會被加載
  
 }
}

class B extends A {
 static {
  System.out.println("靜態(tài)初始化B");
 }
}

class A extends A_Father {
 public static int width=100; //靜態(tài)變量，靜態(tài)域 field
 public static final int MAX=100; 
 
 static {
  System.out.println("靜態(tài)初始化類A");
  width=300;
 }
 public A(){
  System.out.println("創(chuàng)建A類的對象");
 }
}

class A_Father extends Object {
 static {
  System.out.println("靜態(tài)初始化A_Father");
 }
}

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對腳本之家的支持。

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