JVM類加載過(guò)程是怎樣的

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類加載過(guò)程

Class 文件需要加載到虛擬機(jī)中之后才能運(yùn)行和使用，那么虛擬機(jī)是如何加載這些 Class 文件呢？

系統(tǒng)加載 Class 類型的文件主要三步:加載->連接->初始化。連接過(guò)程又可分為三步:驗(yàn)證->準(zhǔn)備->解析。

解析

解析階段是虛擬機(jī)將常量池內(nèi)的符號(hào)引用替換為直接引用的過(guò)程。解析動(dòng)作主要針對(duì)類或接口、字段、類方法、接口方法、方法類型、方法句柄和調(diào)用限定符7類符號(hào)引用進(jìn)行。

符號(hào)引用就是一組符號(hào)來(lái)描述目標(biāo)，可以是任何字面量。直接引用就是直接指向目標(biāo)的指針、相對(duì)偏移量或一個(gè)間接定位到目標(biāo)的句柄。在程序?qū)嶋H運(yùn)行時(shí)，只有符號(hào)引用是不夠的，舉個(gè)例子：在程序執(zhí)行方法時(shí)，系統(tǒng)需要明確知道這個(gè)方法所在的位置。Java 虛擬機(jī)為每個(gè)類都準(zhǔn)備了一張方法表來(lái)存放類中所有的方法。當(dāng)需要調(diào)用一個(gè)類的方法的時(shí)候，只要知道這個(gè)方法在方發(fā)表中的偏移量就可以直接調(diào)用該方法了。通過(guò)解析操作符號(hào)引用就可以直接轉(zhuǎn)變?yōu)槟繕?biāo)方法在類中方法表的位置，從而使得方法可以被調(diào)用。

綜上，解析階段是虛擬機(jī)將常量池內(nèi)的符號(hào)引用替換為直接引用的過(guò)程，也就是得到類或者字段、方法在內(nèi)存中的指針或者偏移量。

初始化

初始化是類加載的最后一步，也是真正執(zhí)行類中定義的 Java 程序代碼(字節(jié)碼)，初始化階段是執(zhí)行類構(gòu)造器 <clinit> ()方法的過(guò)程。

對(duì)于<clinit>（） 方法的調(diào)用，虛擬機(jī)會(huì)自己確保其在多線程環(huán)境中的安全性。因?yàn)? <clinit>（） 方法是帶鎖線程安全，所以在多線程環(huán)境下進(jìn)行類初始化的話可能會(huì)引起死鎖，并且這種死鎖很難被發(fā)現(xiàn)。

對(duì)于初始化階段，虛擬機(jī)嚴(yán)格規(guī)范了有且只有5種情況下，必須對(duì)類進(jìn)行初始化：

1. 當(dāng)遇到 new 、 getstatic、putstatic或invokestatic 這4條直接碼指令時(shí)，比如 new 一個(gè)類，讀取一個(gè)靜態(tài)字段(未被 final 修飾)、或調(diào)用一個(gè)類的靜態(tài)方法時(shí)。

2. 使用 java.lang.reflect 包的方法對(duì)類進(jìn)行反射調(diào)用時(shí) ，如果類沒(méi)初始化，需要觸發(fā)其初始化。

3. 初始化一個(gè)類，如果其父類還未初始化，則先觸發(fā)該父類的初始化。

4. 當(dāng)虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)，用戶需要定義一個(gè)要執(zhí)行的主類 (包含 main 方法的那個(gè)類)，虛擬機(jī)會(huì)先初始化這個(gè)類。

5. 當(dāng)使用 JDK1.7 的動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)語(yǔ)言時(shí)，如果一個(gè) MethodHandle 實(shí)例的最后解析結(jié)構(gòu)為 REF_getStatic、REF_putStatic、REF_invokeStatic、的方法句柄，并且這個(gè)句柄沒(méi)有初始化，則需要先觸發(fā)器初始化。

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