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輕鬆搞定java記憶體模型(二)類的載入以及初始化

上一篇我們隊java虛擬記憶體構成做了基本的介紹,本篇就以HotSpot虛擬機器為例,分析下一個物件從建立到被銷燬的過程。本篇主要講解類的載入過程。

1:類的載入過程

類的載入過程大概可以分為一下三步:裝載,連結,初始化。


A:裝載,即查詢並記載類的二進位制資料(.class)檔案。

B:連結,連結分為一下三步:

驗證:確保被載入類的正確性;

準備:為類的靜態變數分配記憶體,並將其初始化為預設值;

解析:把類中的符號引用轉換為直接引用;

C:初始化:為類的靜態變數賦予正確的初始值;

2:類載入器

類裝載器就是尋找類的位元組碼檔案並構造出類在jvm內部表示的物件元件,主要工作由ClassLoader

及其子類負責,ClassLoader是一個重要的java執行時系統元件,它負責在執行時查詢和裝入Class位元組碼檔案。

類載入器分為四類:

1BootstrapClassLoader

負責載入$JAVA_HOMEjre/lib/rt.jar裡所有的class,由C++實現,不是ClassLoader子類

2Extension ClassLoader

負責載入java平臺中擴充套件功能的一些jar包,包括$JAVA_HOMEjre/lib/*.jar-Djava.ext.dirs指定目錄下的jar

3App ClassLoader

負責記載classpath中指定的jar包及目錄中class

4Custom ClassLoader

屬於應用程式根據自身需要自定義的ClassLoader,如tomcatjboss都會根據j2ee規範自行實現ClassLoader

載入過程中會先檢查類是否被已載入,檢查順序是自底向上,從Custom ClassLoaderBootStrap ClassLoader逐層檢查,只要某個classloader已載入就視為已載入此類,保證此類只所有ClassLoader載入一次。而載入的順序是自頂向下,也就是由上層來逐層嘗試載入此類。

3:類的真正初始化

我們可以注意到上文1中的類載入過程中的初始化只是為類的靜態變數賦予正確的值,也就是說整個物件並沒有真正的初始化。

所有的java虛擬機器實現必須在每個類或介面被java程式“首次主動使用”時才初始化它們。

其中的主動使用有以下六種情況:

A:建立類的例項

B:訪問某個類或介面的靜態變數,或者對該靜態變數賦值。

C:呼叫類的靜態方法

D:反射

E:初始化一個類的子類

Fjava虛擬機器啟動時被標明為啟動類的類

也就是經過以上的首次主動使用後才能真正的在java堆中建立一個物件。

小結:

類的載入指的是將類的.class檔案中的二進位制資料讀入到記憶體中,將其存放在執行時期的方法區內,然後在堆中建立一個java.long.class物件,用來封裝類在方法區內的資料結構。

也就是說類的載入最終產品是位於堆中的class物件,Class物件封裝了類在方法區的資料結構,並且提供了訪問方法區內資料結構的介面。通俗點來說,堆就是我們的現實世界,其中的物件就是一個個物體,而方法區就是一面鏡子,其中映射了堆中物件的結構。

正是因為方法區的存在,我們可以通過反射機制來實現各種動態載入類,可以通過反射獲取一個類的所有資訊。


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