Java中Klass模型與類加載的詳細機制
klass模型
klass模型是jvm中的數(shù)據(jù)類型,這個數(shù)據(jù)類型表示的是一個java類
java語言是在jvm中運行而jvm是不認識java代碼的,我們使用javac編譯的class文件jvm是不認識的,所以有一個類加載的動作,這個動作就是把class字節(jié)碼拼裝成一個klass類型。
這個klass類型是c++中的一個類, klass里面有java類中的所有信息比如它的屬性、 方法、 修飾符等成為類的元信息。
這些信息放在元空間中,通過下面的klass類的繼承關(guān)系圖可以看出:
metaspace 中文意思就是元空間,meatadata中文意思元數(shù)據(jù),klass是c++中表示java類的數(shù)據(jù)類型。
klass下面又分為普通類型與數(shù)組類型,普通類型就是我們自己定義的java類一個java類,就是一個instanceKlass這個東西是放在方法區(qū)中,然后一個java類的對象就是一個instanceMirrorKlass,它是放在堆中。
而數(shù)組類型又分為兩種TypeArrayKlass用來表示一個基本數(shù)據(jù)類型的數(shù)組,ObjArrayKlass表示一個引用類型的數(shù)組。
數(shù)組是一個動態(tài)的數(shù)據(jù)類型,數(shù)組會在jvm運行它的那一刻進行創(chuàng)建,否則它沒有實體。
類的加載過程
類的加載由五個部分加載、驗證、準備、解析、初始化。
加載
就是把硬盤上的class文件加載到內(nèi)存,然后把它二進制流中的數(shù)據(jù)讀取成一個klass,這時的加載只是加載了java類的信息,不包含屬性。
驗證
就是驗證這個class符不符合要求
準備
這一步把靜態(tài)變量賦初值
上面是靜態(tài)變量的默認值 靜態(tài)變量會存放在class對象中 然后準備這一步的作用。
如果在java代碼中寫
static int a;
它不會在clinit中把這個靜態(tài)變量賦值的操作寫進去, clinit是編譯后的靜態(tài)代碼塊一個java類只會生成一個靜態(tài)代碼塊也就是只會生成一次clinit ,生成一次之后只會往clinit中按著順序往里添加被static修飾的代碼。
像這樣的寫法如果沒有準備操作就不會往clinit中添加然后a就會被丟失
static int b = 0;
這樣寫, clinit中就會有b=0這樣的代碼, 這個clinit會在初始化的時候調(diào)用。
在class加載的時候只加載了類信息屬性沒有被加載, 而static是類加載的時候就會被創(chuàng)建可以直接用類名點屬性名, 看類的加載機制這5步只有在準備與初始化執(zhí)行靜態(tài)方法的時候才有賦值的動作, 而初始化執(zhí)行的靜態(tài)代碼塊是在java編譯的時候生成。
它生成的機制是靜態(tài)屬性必須有賦值操作, 所以說如果沒有準備操作a就會被丟失, 如果在類加載的過程中沒有賦值的操作就不會放到klass中, 放不到klass中也就意味著在java類加載到堆中的時候也是什么變量都沒有的, 準備這一步操作就是為了可以把靜態(tài)變量放到klass中。
如果被final修飾,在編譯的時候會給屬性添加ConstantValue屬性,準備階段直接完成賦值,即沒有賦初值這一步。
解析
解析就是把符號引用變?yōu)橹苯右茫?比如java代碼編制之后會把 int a = 3 這個3會寫到常量池。
常量池會給3分配一個地址, 而符號引用就是a = 3在常量值中的地址,直接引用是指向運行時常量池。
運行時常量池就是把常量池中的3變成了存放3的內(nèi)存地址, 然后就成了a=3的內(nèi)存內(nèi)地這樣叫直接引用。
初始化
執(zhí)行靜態(tài)代碼塊, 完成靜態(tài)變量的賦值, 它是在jvm層面加鎖的 。
所以在java中new對象的時候會出現(xiàn)死鎖比如:
現(xiàn)在有線程a跟b,
a的run方法中是先讓它睡眠1毫秒然后創(chuàng)建b的對象, 就是new b();
b的run方法中是創(chuàng)建a對象就是new a();
然后在main方法中執(zhí)行a與b的start方法, 先讓a執(zhí)行start()方法 這樣就會有很大幾率觸發(fā)創(chuàng)建對象的死鎖。
還有如果靜態(tài)屬性的位置有鎖變化會導(dǎo)致最終的結(jié)果發(fā)生變化。
比如
public class A{ static int a; static A a = new A(); stataic int b = 1; public A(){ a++; b++; } }
然后在main方法中打印 ,屬性a與屬性b他們的結(jié)果是 1跟1
這樣的現(xiàn)象導(dǎo)致的原因就是, 屬性a沒有賦值就不會生成到clinit中, 然后clinit會根據(jù)代碼順序生成 ,也就是new A()操作會在第一個 a是在準備階段賦初值是0然后b也在準備節(jié)點賦初值是0, 然后到了初始化這里, 執(zhí)行clinit靜態(tài)代碼塊首先執(zhí)行new A()在A的構(gòu)造方法中進行了a與b的自增這時都是1然后就執(zhí)行完, 執(zhí)行完new A() 之后就執(zhí)行b=1;的賦值操作, 所以就導(dǎo)致了結(jié)果是1,1。
執(zhí)行類的靜態(tài)代碼塊 clinit *
1、如果沒有靜態(tài)屬性、有靜態(tài)屬性但無賦值操作、靜態(tài)代碼段,生成的字節(jié)碼文件中就沒有clinit方法塊
2、final修飾,不會在clinit方法塊中體現(xiàn)
3、一個字節(jié)碼文件只有一個clinit方法塊
4、clinit方法塊中生成的代碼順序與Java代碼的順序是一致的。這個會影響程序最終結(jié)果
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