java class加载机制及对象生成机制

简介: java class加载机制及对象生成机制当使用到某个类,但该类还未初始化,未加载到内存中时会经历类加载、链接、初始化三个步骤完成类的初始化。需要注意的是类的初始化和链接的顺序有可能是互换的。ClassLoader加载机制ClassLoader用于动态加载class文件到内存中。

java class加载机制及对象生成机制

当使用到某个类,但该类还未初始化,未加载到内存中时会经历类加载链接初始化三个步骤完成类的初始化。需要注意的是类的初始化和链接的顺序有可能是互换的。

ClassLoader加载机制

ClassLoader用于动态加载class文件到内存中。

Java 提供了三个ClassLoader:

  • 启动类加载器(BootStrap ClassLoader):java类加载器中最顶层的类加载器,负责加载jdk中核心的类库,如:rt.jar、resources.jar、charsets.jar等。
    可通过System.out.println(System.getProperty("sun.boot.class.path"));查看。
  • 扩展类加载器(Extension ClassLoader):负责加载java的扩展类库,默认加载:JAVA_HOME/jre/lib/ext目录下的jar。
  • 系统类加载器(App ClassLoader):负责加载应用程序classpath下的所有jar和class文件。
  • 自定义类加载器(CustomClassLoader):自定义类加载器必须继承自java.lang.ClassLoader

ClassLoader加载类的原理

  • 首先由最顶层的类加载器Bootstrap ClassLoader试图加载
  • 如果没加载到,则把任务转交给Extension ClassLoader试图加载
  • 如果也没加载到,则转交给App ClassLoader 进行加载

JVM类加载机制

  • 全盘负责:当一个类加载某个class时,该class依赖的和引用的其它class都有该加载器负责加载,除非显式使用另外一个类加载器来载入。
  • 父类委托:先让父类试图加载该类,只有在父类无法加载该类时才从自己的类路径中进行加载。
  • 缓存机制:所有加载过的类都会缓存在内存中,如果程序中尝试使用某个class时,先从缓存中查找这个类;如果不存在,则读取该类对应的二进制文件并将其转换为class对象并存入缓存区。这就是为什么类修改后需要重启的原因。

双亲委派模型的工作过程

  • 如果一个类加载器收到了类加载的请求,它首先不会自己去尝试加载这个类,而是把这个请求委派给父类加载器去完成,每一个层次的加载器都是如此,因此所有的类加载请求都会传给顶层的启动类加载器。
  • 只有当父加载器反馈自己无法完成该加载请求(该加载器的搜索范围中没有找到对应的类)时,子加载器才会尝试自己去加载。

使用双亲委派模型的优点:

  • 保证了类加载的唯一性
  • 避免应用程序出现混乱

类的链接

当类加载完成后,系统会给为之生成一个对象;随后进入链接阶段,链接阶段负责把类的二进制数据添加到JRE中。

三个阶段:

  • 验证:检验被加载的类是否有正确的内部结构,并和其他类协调一致
  • 准备:负责为类的类变量分配内存。并设置默认初始值
  • 解析:将类的二进制数据中的符号引用替换成直接引用

类的初始化

JVM负责对类进行初始化,主要对类变量进行初始化

在Java中对类变量进行初始值设定有两种方式:

* 声明类变量是指定初始值
* 使用静态代码块为类变量指定初始值

JVM初始化步骤

  • 假如这个类还没有被加载和连接,则程序先加载并连接该类
  • 假如该类的直接父类还没有被初始化,则先初始化其直接父类
  • 假如类中有初始化语句,则系统依次执行这些初始化语句

参考文档:

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