类的加载过程
JVM中的类加载过程分为三步:
- 装载: Load
- 链接: Link
- 初始化: Initialize
装载
- 查找并加载类的二进制数据
链接
- 验证: 确保加载类的正确性
- 准备: 为类的静态变量分配内存,将将这些静态变量初始化为默认值
- 解析: 将类中的符号引用转换为直接引用
之所以要有验证的步骤:
- 首先如果由编译器生成的class文件,必定符合JVM字节码格式
- 但是,如果使用自定义的class文件,在JVM中加载运行,会导致安全问题
- 因此需要为class文件添加验证的步骤,如果不符合,就不会继续执行,保证JVM安全
初始化
- 为类的静态变量赋予正确的初始值
准备阶段和初始化阶段似乎有矛盾,但其实并不矛盾:
假如类中有这样的语句: private static int a = 10 , 该语句的执行过程如下:
- 首先字节码文件加载到内存中
- 进行链接的验证步骤
- 验证通过后进行准备步骤,给a分配内存
- 因为变量a是static属性,所以a的值为int类型的默认初始值0,即a = 0
- 然后进行到解析的步骤
- 只有到初始化步骤时,才把a的真正的值10赋给a,此时a = 10
类的初始化
类进行初始化的场景
- 创建类的实例,即new一个新的对象时
- 访问某个类或者接口的静态变量,或者对这样的静态变量赋值时
- 调用类的静态方法时
- 反射: Class.forName("XxxClass")
- 初始化一个类的子类时,会首先初始化子类的父类
- JVM启动时标明的启动类时,即文件名和类名相同的类
类的初始化步骤
- 如果这个类还没有被加载和链接,就首先进行装载和链接
- 如果这个类存在直接父类,并且这个类还没有被初始化(在一个类加载器中,类只能初始化一次),就初始化直接的父类. 这个情况不适用于接口
- 加入类中存在初始化语句,比如static变量或者static块, 就执行这些初始化语句
类的加载
类的加载过程
- 将类的 .class文件中的二进制数据 读入到内存中
- 将这些数据放在运行时的数据区的方法区内
- 在堆区创建一个这个类的java.lang.Class对象,用来封装类在方法区类的对象
类的加载最终生成位于堆区中的Class对象
- Class对象封装了类在方法区内的数据结构
- Class对象提供了访问方法区内的数据结构的接口
类的加载方式
- 从本地系统直接加载
- 通过网络下载.class文件
- 从zip, jar等归档文件中加载.class文件
- 从专有数据库中提取.class文件
- 将Java源文件动态编译为.class文件,比如服务器
类加载器
- Java的类加载是通过ClassLoader及其子类来完成的
Bootstrap ClassLoader
- 负责加载 $JAVA_HOME中jre/lib/rt.jar里所有的class, 由C++ 实现,不是ClassLoader类
Extension ClassLoader
- 负责加载Java平台中扩展功能的一些jar包,包括 $JAVA_HOME中jre/lib/*.jar或者 -Djava.ext.dirs指定目录下的jar包
App ClassLoader
- 负责加载classpath中指定的jar包及目录中class
Custom ClassLoader
- 应用程序根据自身需要自定义的ClassLoader
- Tomcat,JBoss都会根据J2EE规范自行实现ClassLoader
加载过程
- 类加载器首先会检查类是否已经被加载
- 检查顺序自底向上,从Custom ClassLoader到BootStrap ClassLoader逐层检查
- 只要某个ClassLoader已加载就表示已加载此类,保证此类的所有ClassLoader至少要被加载一次
- 加载的顺序是自顶向下,由上层来逐层尝试加载此类
