JVM運(yùn)行與類加載的示例分析

這篇文章主要介紹了JVM運(yùn)行與類加載的示例分析，具有一定借鑒價(jià)值，感興趣的朋友可以參考下，希望大家閱讀完這篇文章之后大有收獲，下面讓小編帶著大家一起了解一下。

為什么要使用類加載器？

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

1.編寫一個(gè)面向接口的應(yīng)用程序，可能等到運(yùn)行時(shí)再指定其實(shí)現(xiàn)的子類；

2.用戶可以自定義一個(gè)類加載器，讓程序在運(yùn)行時(shí)從網(wǎng)絡(luò)或其他地方加載一個(gè)二進(jìn)制流作為程序代碼的一部分；(這個(gè)是Android插件化，動(dòng)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(yùn)行過程

• 更深入了解java動(dòng)態(tài)性（解熱部署，動(dòng)態(tài)加載），提高程序的靈活性

類加載機(jī)制

JVM把class文件加載到內(nèi)存，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)、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(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在堆中生成一個(gè)代表這個(gè)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(gè)過程需要類加載器參與。

鏈接

將java類的二進(jìn)制代碼合并到JVM的運(yùn)行狀態(tài)之中的過程

• 驗(yàn)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(zhǔn)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(jìn)行分配

• 解析： 虛擬機(jī)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(dòng)收藏類中的所有類變量的賦值動(dòng)作和靜態(tài)語句塊(static塊)中的語句合并產(chǎn)生

• 當(dāng)初始化一個(gè)類的時(shí)候，如果發(fā)現(xiàn)其父類還沒有進(jìn)行過初始化，則需要先觸發(fā)其父類的初始化

• 虛擬機(jī)會(huì)保證一個(gè)類的<clinit>（）方法在多線程環(huán)境中被正確加鎖和同步

• 當(dāng)范圍一個(gè)Java類的靜態(tài)域時(shí)，只有真正聲名這個(gè)域的類才會(huì)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(shí)際也是一種特殊堆）

1、JVM加載Demo01時(shí)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(shí)在堆里面也會(huì)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(jìn)制結(jié)構(gòu)。然后加載變量A類信息，同時(shí)也會(huì)在堆里面形成a對象，代表A類。

2、main方法執(zhí)行時(shí)會(huì)在棧里面形成main方法棧幀，一個(gè)方法對應(yīng)一個(gè)棧幀。如果main方法調(diào)用了別的方法，會(huì)在棧里面挨個(gè)往里壓，main方法里面有個(gè)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(shí)堆里面生成A對象，然后把A對象地址付給棧中的a,此時(shí)a擁有A對象地址。

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

當(dāng)類被引用的加載，類只會(huì)加載一次

類的主動(dòng)引用（一定會(huì)發(fā)生類的初始化）

• new一個(gè)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(jìn)行反射調(diào)用

• 當(dāng)虛擬機(jī)啟動(dòng)，java Demo01,則一定會(huì)初始化Demo01類，說白了就是先啟動(dòng)main方法所在的類

• 當(dāng)初始化一個(gè)類，如果其父類沒有被初始化，則先初始化它父類

類的被動(dòng)引用（不會(huì)發(fā)生類的初始化）

• 當(dāng)訪問一個(gè)靜態(tài)域時(shí)，只有真正聲名這個(gè)域的類才會(huì)被初始化

• 通過子類引用父類的靜態(tài)變量，不會(huì)導(dǎo)致子類初始化

• 通過數(shù)組定義類的引用，不會(huì)觸發(fā)此類初始化

• 引用常量不會(huì)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(dòng)引用
//  new A();
//  System.out.println(A.width);
//  Class.forName("com.sinosoft.test.A");
  
  
  //被動(dòng)引用
//  System.out.println(A.MAX);
//  A[] as = new A[10];
  System.out.println(B.width);//B類不會(huì)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");
 }
}

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