深入java虛擬機(jī)
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- 2018-05-14 10:24:35
類加載器，顧名思義，類加載器(class loader)用來(lái)加載 Java 類到 Java 虛擬機(jī)中。一般來(lái)說(shuō)，Java 虛擬機(jī)使用 Java 類的方式如下：Java 源程序(.java 文件)在經(jīng)過(guò) Java 編譯器編譯之后就被轉(zhuǎn)換成 Java 字節(jié)代碼(.class 文件)。類加載器負(fù)責(zé)讀取 Java 字節(jié)代碼，并轉(zhuǎn)換成 java.lang.Class類的一個(gè)實(shí)例。
類加載器，顧名思義，類加載器(class loader)用來(lái)加載 Java 類到 Java 虛擬機(jī)中。一般來(lái)說(shuō)，Java 虛擬機(jī)使用 Java 類的方式如下：Java 源程序(.java 文件)在經(jīng)過(guò) Java 編譯器編譯之后就被轉(zhuǎn)換成 Java 字節(jié)代碼(.class 文件)。類加載器負(fù)責(zé)讀取 Java 字節(jié)代碼，并轉(zhuǎn)換成 java.lang.Class類的一個(gè)實(shí)例。
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div> 每個(gè)這樣的實(shí)例用來(lái)表示一個(gè) Java 類。通過(guò)此實(shí)例的 newInstance()方法就可以創(chuàng)建出該類的一個(gè)對(duì)象。實(shí)際的情況可能更加復(fù)雜，比如 Java 字節(jié)代碼可能是通過(guò)工具動(dòng)態(tài)生成的，也可能是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下載的。基本上所有的類加載器都是 java.lang.ClassLoader類的一個(gè)實(shí)例。其實(shí)我們研究類加載器主要研究的就是類的生命周期。
首先來(lái)了解一下jvm(java虛擬機(jī))中的幾個(gè)比較重要的內(nèi)存區(qū)域，這幾個(gè)區(qū)域在java類的生命周期中扮演著比較重要的角色：
方法區(qū)：在java的虛擬機(jī)中有一塊專門用來(lái)存放已經(jīng)加載的類信息、常量、靜態(tài)變量以及方法代碼的內(nèi)存區(qū)域，叫做方法區(qū)。
常量池：常量池是方法區(qū)的一部分，主要用來(lái)存放常量和類中的符號(hào)引用等信息。
堆區(qū)：用于存放類的對(duì)象實(shí)例。
棧區(qū)：也叫java虛擬機(jī)棧，是由一個(gè)一個(gè)的棧幀組成的后進(jìn)先出的棧式結(jié)構(gòu)，棧楨中存放方法運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的局部變量、方法出口等信息。當(dāng)調(diào)用一個(gè)方法時(shí)，虛擬機(jī)棧中就會(huì)創(chuàng)建一個(gè)棧幀存放這些數(shù)據(jù)，當(dāng)方法調(diào)用完成時(shí)，棧幀消失，如果方法中調(diào)用了其他方法，則繼續(xù)在棧頂創(chuàng)建新的棧楨。
類的生命周期
當(dāng)我們編寫(xiě)一個(gè)java的源文件后，經(jīng)過(guò)編譯會(huì)生成一個(gè)后綴名為class的文件，這種文件叫做字節(jié)碼文件，只有這種字節(jié)碼文件才能夠在java虛擬機(jī)中運(yùn)行，java類的生命周期就是指一個(gè)class文件從加載到卸載的全過(guò)程。一個(gè)java類的完整的生命周期會(huì)經(jīng)歷加載、連接、初始化、使用、和卸載五個(gè)階段，當(dāng)然也有在加載或者連接之后沒(méi)有被初始化就直接被使用的情況，這里我們主要來(lái)研究類加載器所執(zhí)行的部分，也就是加載，鏈接和初始化。
下面我先簡(jiǎn)單看一下類加載器所執(zhí)行的三部分的簡(jiǎn)單介紹
1、加載：查找并加載類的二進(jìn)制數(shù)據(jù)
2、連接
–驗(yàn)證：確保被加載的類的正確性
–準(zhǔn)備：為類的靜態(tài)變量分配內(nèi)存，并將其初始化為默認(rèn)值
–解析：把類中的符號(hào)引用轉(zhuǎn)換為直接引用
3、初始化：為類的靜態(tài)變量賦予正確的初始值
從上邊我們可以看出類的靜態(tài)變量賦了兩回值。這是為什么呢?原因是，在連接過(guò)程中時(shí)為靜態(tài)變量賦值為默認(rèn)值，也就是說(shuō)，只要是你定義了靜態(tài)變量，不管你開(kāi)始給沒(méi)給它設(shè)置，我系統(tǒng)都為他初始化一個(gè)默認(rèn)值。到了初始化過(guò)程，系統(tǒng)就檢查是否用戶定義靜態(tài)變量時(shí)有沒(méi)有給設(shè)置初始化值，如果有就把靜態(tài)變量設(shè)置為用戶自己設(shè)置的初始化值，如果沒(méi)有還是讓靜態(tài)變量為初始化值
類的加載、連接和初始化
類的加載
類的加載指的是將類的.class文件中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)存中，將其放在運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)的方法區(qū)內(nèi)，然后在堆區(qū)創(chuàng)建一個(gè)java.lang.Class對(duì)象，用來(lái)封裝類在方法區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 。這里的class對(duì)象其實(shí)就像一面鏡子一樣，外面是類的源程序，里面是class對(duì)象，它實(shí)時(shí)的反應(yīng)了類的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和信息。
加載.class文件的方式
1、從本地系統(tǒng)中直接加載
2、通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下載.class文件
3、從zip，jar等歸檔文件中加載.class文件
5、將Java源文件動(dòng)態(tài)編譯為.class文件
類的加載過(guò)程
結(jié)論：
1、類的加載的最終產(chǎn)品是位于堆區(qū)中的Class對(duì)象
2、Class對(duì)象封裝了類在方法區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并且向Java程序員提供了訪問(wèn)方法區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的接口
Java虛擬機(jī)給我們提供了兩種類加載器：
1、Java虛擬機(jī)自帶的加載器
1)根類加載器(使用C++編寫(xiě)，程序員無(wú)法在Java代碼中獲得該類)
2)擴(kuò)展加載器，使用Java代碼實(shí)現(xiàn)
3)系統(tǒng)加載器(應(yīng)用加載器)，使用Java代碼實(shí)現(xiàn)
2、用戶自定義的類加載器
java.lang.ClassLoader的子類
用戶可以定制類的加載方式
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