jvm类加载器子系统
作用
1. 类加载器子系统负责从文件系统或者网络中加载class文件,class文件在文件开头有特定标识
2. ClassLoader只负责class文件的加载,至于它是否可以运行,则是由ExecutionEngine决定
3. 加载的类信息存放于一块称之为方法区的内存空间,除了类信息外,方法区中还会存放运行时常量池信息,可能还包括字符串变量和数字常量(这部分常量信息是class文件常量池部分的内存映射)
阶段
1. 加载阶段:引导类加载器(BootStrap ClassLoader)、扩展类加载器(Extension ClassLoader)、应用程序类加载器/系统类加载器(AppClassLoader/System ClassLoader)、自定义类加载器
2. 链接阶段:验证、准备、解析
3. 初始化阶段:初始化
角色
1. class file存在于本地磁盘上,相当于一个模板文件,最终执行的时候是jvm加载这个模板文件并根据模板文件实例化出n个一模一样的实例
2. class file加载到jvm中,被称为DNA元数据模板,存放在方法区
3. class文件->jvm->元数据模板,这个过程需要的一个运输工具,相当于快递员
类的加载过程
加载:
1. 通过一个类的全限定名获取定义此类的二进制字节流
2. 将这个字节流所代表的的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构
3. 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
补充:加载class文件方式
- 从本地文件系统直接加载
- 通过网络获取,典型场景:web applet
- 从zip压缩包中读取,成为日后jar、war格式的基础
- 运行时计算生成,使用最多的是:动态代理技术
- 由其他文件生成,典型场景:jsp应用
- 从专有数据库中提取class文件,比较少见
- 从加密文件中获取,典型的防class文件被反编译的保护措施
验证(Verify):
1. 目的在于确保class文件的字节流中包含信息符合当前虚拟机要求,保证被加载类的正确性,不会危害虚拟机自身安全
2. 主要包含四种验证:文件格式验证、元数据验证、字节码验证、符号引用验证
准备(Prepare):
1. 为类变量分配内存并且设置该类变量的默认初始值,即为零值
2. 这里不包含用final修饰的static变量(已经变更为常量了),因为final在编译的时候就会分配,准备阶段会显式初始化
3. 这里不会为实例变量分配初始化,类变量会分配在方法区中,而实例变量会随着对象一起分配到Java堆中
解析(Resolve):
1. 将常量池内的符号引用转换为直接引用的过程
2. 事实上,解析操作往往会伴随着jvm在执行完初始化之后再执行
3. 符号引用就是一组符号来描述所引用的目标,符号引用的字面形式明确定义在jvm规范的class文件格式中,直接引用就是直接指向目标的指针、相对偏移量或者一个间接定位到目标的句柄
4. 解析动作主要针对类或接口、字段、类方法、接口方法、方法类型等,对应常量池中的CONSTANT_Class_info、CONSTANT_Fieldref_info、CONSTANT_Methodref_info等
初始化:
1. 初始化就是执行类的构造方法 <clinit>() 的过程
2. 这个方法不需要定义,是javac编译器自动收集类中所有类变量的赋值动作和静态代码块中的语句合并而来
3. 构造器方法中指令按语句在源文件中出现的顺序执行
4. <clinit>()不同于构造器
5. 若该类具有父类,jvm会保证子类的<clinit>()执行前,父类的<clinit>()已经执行完毕
6. 虚拟机必须保证一个类的<clinit>()方法在多线程下被同步加锁
类加载器分类
1. JVM支持两种类型的类加载器,分别是引导类加载器(Bootstrap ClassLoader)、自定义类加载器(User-Defined Classloader)
2. 一般意义上,自定义类加载器指程序员自己定义的类加载器,但是JVM规范中是将所有派生于抽象类ClassLoader的类加载器统称为自定义类加载器
3. 按照编写语言,类加载器也可以分为,非Java语言类加载器和Java语言类加载器,引导类加载器就是使用c和c++实现的,其他类加载器是Java实现的