Java高級(jí)之虛擬機(jī)加載機(jī)制的示例分析

這篇文章給大家分享的是有關(guān)Java高級(jí)之虛擬機(jī)加載機(jī)制的示例分析的內(nèi)容。小編覺得挺實(shí)用的，因此分享給大家做個(gè)參考，一起跟隨小編過來看看吧。

Jvm要加載的是二進(jìn)制流，可以是.class文件形式，也可以是其他形式，按照它加載的標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì)就不會(huì)有太大問題。

以下主要就機(jī)制和標(biāo)準(zhǔn)兩個(gè)問題分析一番：

首先來Java類文件的加載機(jī)制 ，跟變量的加載機(jī)制類似，它先把Class文件加載入內(nèi)存，再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證、解析和初始化，最終形成虛擬機(jī)可以直接使用的Java類型。由于Java是采用JIT機(jī)制，所以加載時(shí)會(huì)比較慢，但優(yōu)點(diǎn)也明顯，具有高度靈活性，支持動(dòng)態(tài)加載和動(dòng)態(tài)連接。

接下來就講講類的加載過程：

一個(gè)類加載的基本過程是按照下面的順序 來，但也有不嚴(yán)格按照這個(gè)順序來的，也有打亂順序來的，如動(dòng)態(tài)加載就得先初始化再解析。

1、加載

由虛擬機(jī)自行決定，但也有由于下面的階段要執(zhí)行而執(zhí)行上面階段的情況。

這時(shí)虛擬機(jī)會(huì)做三件事：

第一、通過全限定名讀取文件的二進(jìn)制流；

第二、把文件里的靜態(tài)方法和變量放到方法區(qū)中；

第三、生成一個(gè)對(duì)象放入堆中，作為訪問入口。

注意第一條，僅是讀取二進(jìn)制流，沒說具體從什么文件中讀，也沒說從哪里讀，所以造就Java很強(qiáng)的擴(kuò)展性，可以從Jar、Zip中，也可以從網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)庫層等 。

主要是對(duì)象和方法區(qū)的聲明。

2、驗(yàn)證

確保二進(jìn)制流符合虛擬機(jī)的要求， 不符合會(huì)報(bào)VerifyError。

第一、文件格式驗(yàn)證，是否有魔數(shù)，是否符合Java文件的要求；

第二、元數(shù)據(jù)驗(yàn)證，是否符合Java代碼規(guī)范，如abstract類是否直接被實(shí)例化，普通類有無間接或直接父類Object等；第三、字節(jié)碼驗(yàn)證，對(duì)數(shù)據(jù)流和控制流進(jìn)行分析，保證不會(huì)做出危害虛擬機(jī)的行為，如 是否調(diào)用不存在的指令，是否把父類賦值給子類，是否把對(duì)象賦值給一個(gè)非此類型的對(duì)象等；

第四、符號(hào)引用驗(yàn)證，主要是類、變量、方法描述是否能找的到，如全限定名是否能找到該文件，是否具有可訪問性等。

主要對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的判定

3、準(zhǔn)備

為類變量賦初值，通常為0值如靜態(tài)變量，而不會(huì)為實(shí)例變量賦值。

4、解析

將常量池中的符號(hào)引用轉(zhuǎn)化為直接引用的過程。這里說的符號(hào)引用指變量類型，直接引用指可以直接定位到對(duì)象的句柄。類、方法、字段、接口解析，根據(jù)全限定名獲得相關(guān)對(duì)象，拿到它的類型，若無對(duì)所在類訪問權(quán)會(huì)拋出IllegalAccessError，無字段NoSuchFieldError,無方法NoSuchMethodError，是類不是接口會(huì)拋出IncompatibleClassChangeError

5、初始化

根據(jù)程序要求加載類和必要的資源。有且僅有四種情況，需要主動(dòng)初始化后才能執(zhí)行接下來的操作 ，所以要先執(zhí)行上面的四步。

第一、有new或static關(guān)鍵字的類，new生成對(duì)象，static靜態(tài)加載，這兩個(gè)很明顯要執(zhí)行初始化了；

第二、使用類有父類，這沒辦法了；

第三、反射類里的方法，那肯定要初始化了對(duì)不對(duì)；

第四、執(zhí)行的主類，用main方法的類。其他被動(dòng)初始化的情況不需要考慮。

小例子：

public class SuperClass {
static {
System.out.println(“SuperClass!!”);
}
public static int value = 1;
}
public class SubClass extends SuperClass {
static {
System.out.println(“SubClass!!”);
}
}
public class TestClassLoad {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(SubClass.value);
SuperClass superClass = new SubClass();
}
}
SuperClass!!
1
SubClass!!

執(zhí)行結(jié)果說明一個(gè)問題： 子類調(diào)用父類變量的時(shí)候 ，子類沒有初始化，因?yàn)?此時(shí)的代碼關(guān)系跟子類無關(guān) ；子類初始化的時(shí)候，父類也沒有再初始化，因?yàn)?父類在當(dāng)前方法體中已經(jīng)初始化 過了。接口與父類的唯一區(qū)別在于， 接口初始化不會(huì)要求父接口，只有用到父接口才會(huì)初始化 ，同樣的都會(huì)生成類構(gòu)造器。

這個(gè)時(shí)候加載類構(gòu)造器，會(huì)初始化類中所有變量，當(dāng)然父類先于子類初始化

6、使用

加載完之后，該怎么樣調(diào)用怎么樣調(diào)用，繪圖啊，計(jì)算啊等等

7、卸載

類不再被調(diào)用

兩個(gè)類是否相等，主要在于第一使用同一個(gè)加載器加載，第二全限定名地址一致

為什么要提出上面的問題呢？接下來要講講虛擬機(jī)的一個(gè)加載機(jī)制。

在java虛擬機(jī)的角度來看，有兩種類加載器，一種叫系統(tǒng)加載器（Bootstrap ClassLoader），一種叫自定義加載器（extends ClassLoader），這種呢又分為兩個(gè)，一種叫應(yīng)用加載器，一種叫擴(kuò)展類加載器，一般默認(rèn)為前者；而我們的應(yīng)用程序加載主要由上面三個(gè)加載器相互配合完成的。三者的關(guān)系如Application–>Extension–>Bootsrap，雙親委派機(jī)制是指兩兩以組合的方式，子加載器先去調(diào)用父加載器的方法，沒找到目標(biāo)對(duì)象再去用子加載器

偽代碼如下：

loadClass(String name,boolean resolve){
Class c=findLoadedClass()
if(c==null){
if(parent !=null)
c=parent.loadClass(name,false);
c=findBootstrapClassOrNull(name);
}catch(ClassNotFoundException e){ }
if(c==null)
c=findClass(name);
}

Java提倡我們?nèi)グ炎约赫{(diào)用類的邏輯寫在findClass里，這樣有助于雙親委派機(jī)制的正常使用。

破壞1、重寫loadClass

破壞2、使用線程上下文加載器去讓父加載器去調(diào)用子加載器的方法

破壞3、熱加載 現(xiàn)在常用的做法是 自定義類加載器并 將原bug模塊覆蓋-OSGI

但由于自定義加載器之間的規(guī)則如果混亂，出現(xiàn)同時(shí)互相引用的問題，那么會(huì)最終找不到類，而出現(xiàn)線程死鎖和內(nèi)存泄露的問題。

關(guān)于熱修復(fù)，也被稱為插件，目前比較流行的有HotFix、Nuwa、DroidFix、AndFix等，這些框架均可以在github或其他地方找到，原理如上，方法多樣，有覆蓋的、有重定向的等等，通過配置、設(shè)置action等方式；而作為插件需要滿足以下條件：

1、可以獨(dú)立安裝，但不可獨(dú)立運(yùn)行

2、具有向下兼容性，即可拓展性

3、只能運(yùn)行在宿主程序中，而且可以被禁用、替換

感謝各位的閱讀！關(guān)于“Java高級(jí)之虛擬機(jī)加載機(jī)制的示例分析”這篇文章就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對(duì)大家有一定的幫助，讓大家可以學(xué)到更多知識(shí)，如果覺得文章不錯(cuò)，可以把它分享出去讓更多的人看到吧！