JVM学习笔记：类加载、连接及初始化

类加载：

在JAVA代码中，类型的加载，连接，初始化都是在程序运行期间完成的。

类型：

指的是定义class，或interface或者枚举，并不涉及对象或实例。

为什么要在运行期间完成类型的加载，连接，初始化：

为了提供更灵活的使用方式，例如动态代理。

类型的加载：

最常见的情况的是把编译好的字节码文件从硬盘上加载到内存中。

类型的连接：

将类与类之间的关系处理好，并且对于字节码的相关处理也是在这一阶段完成的。

虚拟机处理的对象就是字节码。字节码有问题，虚拟机就会不执行。

另外，字节码虽然是大部分情况是编译器帮助产生的，但本身是可以被人为操纵的，因此有存在错误的可能，所以需要进行处理。

子步骤如下：

1、验证阶段：确保被加载的类的正确性。

2、准备阶段：为类的静态变量分配内存，并将其初始化为默认值。

为什么是静态变量？

类的静态变量或静态方法通常具有“全局”属性，在这时候类实例还没被创建。为了之后的创建类实例的过程使用静态变量，所以在这个时候初始化静态变量。静态变量在准备阶段的初始化赋初值是0或null。

public class Test{
    public static int a = 1;
}

在该类的加载中，在连接的准备阶段，JVM会为静态整型变量a开辟一段内存空间，并且赋的值是0 而不是1。1的赋值是在类型初始化这一阶段完成的。

3、解析阶段：

把类的符号引用转化为直接引用：

符号引用：间接的符号引用

直接引用：指针的引用

例如：调用某方法a()为符号引用方式，而在直接引用则是将这个a()转为直接的指针引用关系。

类型的初始化：

这一阶段的主要工作是给初始化的静态变量赋初值

类加载器：

JAVA的每一个类型，最终的数据结构通过类加载器被纳入到JVM的管理的内存下。就是加载类的工具。

另外还有两个阶段：类的使用阶段，类的卸载阶段

使用阶段：就是类在运行使用的过程

卸载阶段：类从内存中消除的过程

类的加载、连接、初始化过程中的细节

类的加载细节：

类的加载是指将.class文件加载至内存中，放在运行时数据区的方法区内，然后在内存中创建一个java.lang.Class对象（JVM规范并为说明这个对象放置在上面区域，hotspot放置在了方法区中），这个Class对象用于封装类在方法区内的数据结构。

（没错，反射使用的class对象就是这个class对象）

加载Class的方式：

1、通过类路径加载（文件系统加载）

2、通过网络下载.class文件

3、从zip,jar等归纳文件中加载.class文件

4、从专有的数据库中提取.class文件

5、将java源文件动态编译成.class文件（动态代理，运行时编译）

类的初始化细节

JAVA在类的初始化阶段，由于不同的使用方式分为两种

1、主动使用：

所有的JVM的实现必须要在每个类或者接口在JAVA程序首次主动使用才进行初始化

内涵：主动，只有程序主动调用才会进行初始化。首次，也就是类型的初始化只会调用一次

大概包含7种情况：

1、创建类的实例

2、访问某个接口或者类的静态变量或者修改静态变量的值

3、访问静态方法

4、反射

5、当初始化一个类的时候，如果发现其父类没有进行过初始化，则首先触发父类初始化

6、JAVA虚拟机启动时被标明为启动类的类（包含main方法的类）

7、从JDK1.7后提供的动态语言支持

总之把握一个原则：某个类在首次使用时才会被初始化。

主动使用例子：

/**
 * -XX:+TraceClassLoading jvm参数 追踪类的加载的信息并打印
 * -XX：+<option> 表示开启option选项
 * -XX：-<option> 表示关闭option选项
 * -XX：<option> = <value> 表示将option的选项设置为value
 */
class SuperClass{
    public static String str1 = "SuperClass";
    static {
        System.out.println("初始化SuperClass");
    }
}

class SubClass extends SuperClass{
    public static String str2 = "SubClass";
    static {
        System.out.println("初始化SubClass");
    }
}

public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(SubClass.str2);
    }
}

结果：

初始化SuperClass
初始化SubClass
SubClass

虽然调用的子类的静态字段，由于符合主动使用的第五种情况即“当初始化一个类的时候，如果发现其父类没有进行过初始化，则首先触发父类初始化”，所以先对父类进行初始化，执行父类的静态代码块，然后再初始化子类

利用JVM参数，观察类的加载

可以发现，最先加载的类都是java.lang.Object这个类

加载顺序是父类-子类

2、被动使用：

除了上述7种，其他的使用都是被动使用，并不会导致类的初始化。而加载和连接是有可能的。

class SubClass2 {
    public final  static String str = "SubClass2";
    static {
        System.out.println("SubClass2 block");
    }
}


public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(SubClass2.str);
    }
}

输出结果：

SubClass2

静态常量在编译时就会被放入调用类的常量池中，因此不会使用到定义常量的类，不符合主动使用的任一情况，因此不会触发类的初始化。

常量池中的常量与调用类没有任何关系了，你甚至可以在编译完后将调用类的.Class字节码文件删除，然后也可以输出该静态常量的值

当然，如果把final关键字去掉，就会主动调用SubClass，这种情况就变成了主动使用，因此会对该类进行初始化。

反编译之后的代码：

ldc助记符表示：将int,float或者string类型的常量值从常量池推至栈顶

JAVA虚拟机与程序的生命周期：

在如下几种情况下，JAVA虚拟机将结束生命周期：

1、显示调用System.exit()方法

2、程序正常执行结束（最常见）

3、程序在执行过程当中遇到错误或者异常导致异常终止

4、由于操作系统出现的错误导致的JVM终止

posted @ 2019-06-06 14:41 小钟233 阅读(560) 评论(0) 编辑收藏举报

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