JVM学习（1）：类加载机制

Class文件结构解析：

网上看到几篇文章对Java的Class文件解析写的比较全面：

https://www.jianshu.com/p/247e2475fc3a

http://tech.dianwoda.com/2018/03/28/jvm-classjie-xi-wen-jian-ge-shi/

https://blog.csdn.net/hywo125/article/details/90770393

 

类加载机制：

第一步：加载

1.获取二进制字节流

2.静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构

运行时数据区有：【方法区，堆】，【虚拟机栈，本地方法栈，程序计数器】

3.在Java堆中生成一个类对象，作为方法区的访问入口

 

第二步：验证

1.验证Class文件标识：魔术Magic Number：cafebabe

2.验证Class文件版本号

3.验证常量池（常量类型，常量类型数据结构是否正确，UTF-8是否符合标准）

4.Class文件的每个部分（字段表、方法表等）是否正确

5.元数据验证（父类验证、继承验证、final字段验证等）

6.字节码验证，最复杂的步骤（指令验证）

7.符号引用验证（验证通过符号引用是否能够找到字段、方法、类）

 

在验证期间会报的错：

IncompatibleClassChangeError--->Class文件错误

Unsupported major.minor version xx.x--->版本有问题（通常指JDK版本问题）

IllgalAccessError;NoSuchFieldError;NoSuchMethodError等等

 

第三步：准备

为类变量分配内存并且设置类变量的初始化阶段，只对static类变量进行内存分配

 

例：（1）static int n=1;（2）static final int n=2;

在初始化时的区别：

（1）情况初始化后，初始化的值是0，而不是2，因为这时候还没执行任何Java方法，静态块最后是又CLINT调用的

（2）情况对应到常量池（ConstantValue），在准备阶段n已经被赋值为2

 

类变量和实例变量的区别：

类变量：一般称为静态变量

实例变量：当对象被实例化的时候，实例变量随着对象创建而创建，随着对象的销毁而销毁

 

第四步：解析

对符号引用进行解析，把符号引用变为直接引用

直接引用：指向目标的指针或者说是一个偏移量

 

主要涉及：类、接口、字段、方法等

以下的类型：

CONSTANT_Class_info

CONSTANT_Field_info

CONSTANT_Methodref_info

CONSTANT_InterfaceMethodred_info

CONSTANT_MethodType_info

CONSTANT_MethodHandler_info

CONSTANT_InvokeDynamic_info

 

1.字段的解析：

在本类中找有没有匹配的字段--->如果类有接口，往上层接口找匹配的字段--->搜索父类

例如：

class A extends B implements C,D{
private String str;
}

搜索顺序：先在A类（本类）找，然后从C，D类（父接口）中找，接下来去B类（父类）找，最后去Object类找

找不到会报错：java.lang.NoSuchFieldError

如果找到但是没有权限（private）：java.lang.illegalAccessError

 

2.类方法的解析：

class A extends B implements C,D{
private void test(){
......
}
}

在本类里面找有没有匹配的方法，如果没有前往父类找匹配的方法，没找到去接口列表里面找匹配的方法

如果本类没找到，接口找到了，那么说明本类是：abstract抽象类

如果最终没有找到报错：java.lang.NoSuchMethodError

如果找到但是没有权限（private）：java.lang.illegalAccessError

 

3.接口方法的解析：

在本类里面找有没有匹配的方法，然后在父接口中递归查找

如果最终没有找到报错：java.lang.NoSuchMethodError

接口一般不会是private，所以没有illegalAccessError

 

第五步：初始化

<init>类的初始化

<clinit>静态变量，静态块的初始化；如果代码中没有静态变量和块，那么没有clint

比如以下的代码中：

class A{
 static int i=2;//clint
 static {//clint
   System.out.println("Hello World!");
 }
 int n;//init
}

 

第六步：使用

无需解释

 

第七步：卸载

垃圾回收后面再学

 

以上的验证，准备，解析三步又称为连接