? ? ? ? ladies and gentleman , 你们好😊 ,我是羡羡 , 这节我们进入jvm的学习 , 我们知道 , jvm是java虚拟机, java代码的执行与 jvm 息息相关, 接下来我们来依次介绍 , 首先这节先来介绍 jvm 中的类加载部分

1. jvm 的组成

? ? ? ?java代码首先被编译成字节码文件(Class文件),? 通过不同操作系统上的 jvm 来加载解释 , 这个过程首先需要类加载器加载class文件 , 然后进行字节码校验 , 校验结束通过后通过jvm解释器翻译成机器码交给操作系统执行

?可能说到这里 , 初学的同学会有点懵 , 不过不用担心, 上图中的各个组成部分后面都会一一解释

2. 类加载

? ? ? ?通过上面 jvm的运行过程可知 , 类加载就是读取 class文件的过程 , 这期间需要用到类加载器 , 类加载器只负责加载 , 至于如何执行 , 则由执行引擎决定

? ? ? 类加载器加载class文件到 jvm中 , 被称为DNA元数据模板 , jvm通过模板来创建实例 , 类加载器在此过程相当于担任了快递员的角色

? ? ? ? 验证文件格式是否一致: class 文件在文件开头有特定的文件标识(字节码文件都以 CA FE BA BE 标识开头);主,次版本号是否在当前 java 虚拟机接收范围内

? ? ? ?元数据验证:对字节码描述的信息进行语义分析,以保证其描述的信息符合java 语言规范的要求,例如这个类是否有父类;是否继承浏览不允许被继承的类(final 修饰的类)

此过程不包含用 final 修饰的 static 常量(静态常量),在编译时进行初始化.

? ? ? 将符号引用替换成直接引用, 这句话怎么理解呢 ? 这里来举个例子

? ? ? ? 在方法1 中调用方法2 , 我们这样来写代码的时候, 这就只是符号引用 , 而当这段程序被加载进 jvm解析的时候符号引用就会变成直接引用, 也就是指明此处真正的引用地址

?在谈类的初始化过程之前, 先来考虑 , 类什么时候会被初始化??

? ? ? ?初始化类的过程也是为类中成员赋值的过程 , 在链接过程中的准备过程中被static修饰的变量是赋了默认值(int型为0), 而在初始化过程中才会赋予我们赋的值

? ? ? ?我们常说 , 用 static 修饰的变量, 方法 , 代码块是跟类直接打交道的 , 我们说加载类的时候, 使用static修饰的成员也会被加载 , 此过程也是在类的初始化中完成

3. 类加载器

? ? ? ? 从开发人员的角度上来讲, 类加载器可分为3类 : 引导类加载器(启动类加载器), 扩展类加载器 , 应用程序类加载器

应用程序类加载器
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? ? ?Java 语言编写的,由 sun.misc.Launcher$AppClassLoader 实现. 派生于 ClassLoader 类.

? ? ?加载我们自己定义的类,用于加载用户类路径(classpath)上所有的类.

? ? ?该类加载器是程序中默认的类加载器.

我们自己写的类是由应用程序类加载器加载的, 类加载器结构示例如下

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//获取应用程序类加载器  sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
ClassLoader classLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
System.out.println(classLoader);
//获得父类加载器 sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@74a14482
System.out.println(classLoader.getParent());
//扩展类加载器上一级是引导类加载器,不是java实现,为null
System.out.println(classLoader.getParent().getParent());

//拿到String类的类加载器,结果为null
//可见,String类为引导类加载器加载
ClassLoader classLoader1 = String.class.getClassLoader();
System.out.println(classLoader1);

另外还有一种叫做用户自定义类加载器 , 例如 tomcat

4. 双亲委派机制

? ? ? ?什么是双亲委派机制呢??

? ? ? ?Java 虚拟机对 class 文件采用的是按需加载的方式,也就是说当需要该类时才会将它的class 文件加载到内存中生成 class 对象.而且加载某个类的 class 文件时,Java 虚拟机采用的是双亲委派模式,即把请求交由父类处理,它是一种任务委派模式.

? ? ? 就是说呢, 如果类加载器接收到了加载请求, 并不会去立即加载这个类, 而是把请求交给它的上一级加载器去加载 , 上一级没有则继续往上找 , 直到顶级的类加载器(引导类加载器)也无法加载时, 开始往下找 , 如果有一级加载成功则返回, 最终加载器都无法加载时, 就会抛出ClassNotFoundException异常

? ? ? 那么为什么要这样去做呢? 试想, 我们自己创建一个java.lang.String类

package java.lang;

public class String {
    public String(){
        System.out.println("自己的String");
    }
}

建立一个测试类

public class TestString {
    public static void main(String[] args) {
        new String();
    }
}

? ? ? ??试想 , "自己的String" 这句话会被输出吗 ? 答案肯定是不会
? ? ? ? 因为加载类的时候会先往上走, 此时走到了引导类加载器, 引导类加载器发现此类没有被加载,并且自己可以加载, 那么java.lang.String 就会被加载了, 此时就会直接返回?
? ? ? ? 那么双亲委派机制出现的原因就显而易见了

? ? ? 安全，可避免用户自己编写的类动态替换 Java 的核心类，如 java.lang.String , 避免全限定命名的类重复加载(使用了 findLoadClass()判断当前类是否已加载)

5. 类的主动/被动使用

? ? ? JVM 规定,每个类或者接口被首次主动使用时才对其进行初始化,有主动使用,自然就有被动使用.
那么什么时候类被主动使用呢?

?通过new关键字被导致类的初始化,这是大家经常使用的初始化一个类的方式,他肯定会导致类的加载并且初始化

?访问类的静态变量,包括读取和更新

?访问类的静态方法

?对某个类进行反射操作,会导致类的初始化

?初始化子类会导致父类的的初始化

?执行该类的 main 函数

除了上面的几种主动使用其余就是被动使用了

? ? ?1.引用该类的静态常量,注意是常量,不会导致初始化,但是也有意外,这里的常量是指已经指定字面量的常量,对于那些需要一些计算才能得出结果的常量就会导致初始化,比如:
public final static int NUMBER = 5 ; //不会导致类初始化,被动使用
public final static int RANDOM = new Random().nextInt() ; //会导致类的初始化,主动使用

? ? ?2.构造某个类的数组时不会导致该类的初始化
Student[] students = new Student[10]

? ? ? 主动使用和被动使用的区别在于类是否会被初始化.

结语

? ? ? ?到此关于 jvm 类加载这一章就说完了 , 感谢您的阅读 , 后续将会进行 jvm 中运行时数据区的讲解 , 感谢您的支持 ,谢谢😊 !!!

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[Java知识库]【JVM】--- 类加载

前言

1. jvm 的组成

2. 类加载

3. 类加载器

4. 双亲委派机制

5. 类的主动/被动使用

结语