从JDK源码级别彻底剖析JVM类加载机制

当我们用java命令运行某个类的main函数启动程序的时候，首先会通过类加载器把主类加载到jvm中。

 

 

 以下是我手写的一个java的main方法启动类：

package com.hu.jvm;

/**
 * @author hu
 * @ClassName: $Main
 * @Description: $main方法
 * @Date $2022.7.4
 * @Version 1.0
 */
public class Main {
        public static final int initData = 666;
        public static User user = new User();

        public int compute() {  //一个方法对应一块栈帧内存区域
            int a = 1;
            int b = 2;
            int c = (a + b) * 10;
            return c;
        }

        public static void main(String[] args) {
            Main math = new Main();
            math.compute();
        }

}

我们通过java命令（idea中启动run.main）执行代码的一个大致流程如下：

 

其中在JDK的Launcher.class中核心的是loadClass类，其类的加载过程可以分为：

加载--->验证--->准备--->解析--->初始化--->使用--->卸载

顾名思义
加载：在硬盘中查找并通过IO读入字节码文件，使用到类时才会去加载，例如我们上面的调用main(）方法，new对象等等，在加载阶段会在内存中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为方法区这个类的各种数据的访问入口。

验证：校验JDK源Class文件的字节码的正确性。

准备：给类的静态对象变量分配内存，并赋予默认值，比如我们在Main类中定义了一个静态的int常量，在准备阶段jvm会讲他值赋予默认值0,相同的User对象也会被赋予为null。

解析：将符号引用替换为直接引用，该阶段会把一些静态方法(符号引用，比如main()方法)替换为指向数据所存内存的指针或句柄等(直接引用)，这是所谓的静态链接过程(类加载期间完成)，动态链接是在程序运行期间完成的将符号引用替换为直接引用，下节课会讲到动态链接

初始化：对类的静态变量初始化为指定的值，执行静态代码块。

如下图可见我们类启动和打包是如何被我们jvm虚拟机加载的：

 

 

 

类被加载到方法区中后主要包含 运行时常量池、类型信息、字段信息、方法信息、类加载器的引用、对应class实例的引用等信息。

类加载器的引用：这个类到类加载器实例的引用

对应class实例的引用：类加载器在加载类信息放到方法区中后，会创建一个对应的Class 类型的对象实例放到堆(Heap)中, 作为开发人员访问方法区中类定义的入口和切入点。

 

注意：主类在运行过程中如果使用到其他类，会逐步去加载这些类。

jar包或war包里的类不是一次性全部加载的，是使用到时才加载。

package com.hu.jvm;

/**
 * @author hu
 * @ClassName: $
 * @Description: $
 * @Date $
 * @Version 1.0
 */
public class Test {

    static {
        System.out.println("*************load TestDynamicLoad************");
    }

    public static void main(String[] args) {
        new A();
        System.out.println("*************load test************");
        B b = null;  //B不会加载，除非这里执行 new B()
    }
}

class A {
    static {
        System.out.println("*************load A************");
    }

    public A() {
        System.out.println("*************initial A************");
    }
}

class B {
    static {
        System.out.println("*************load B************");
    }

    public B() {
        System.out.println("*************initial B************");
    }
}

运行结果：

 *************load TestDynamicLoad************

 *************load A************

 *************initial A************

 *************load test************