Java虛擬機如何加載類的？

作者：勤思 2019-03-05 14:59:42

云計算

虛擬化 Java分基本類型和引用類型。其中按照面向?qū)ο蟮奶匦裕磺薪詫ο?，那么對于基本類型也?yīng)該是對象。

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首先JVM加載類的一般流程分三步：

• 加載
• 鏈接
• 初始化

那么是否全部Java類都是這樣三步走的方式加載呢?我們可以從Java的數(shù)據(jù)類型去出發(fā)。Java分基本類型和引用類型。其中按照面向?qū)ο蟮奶匦?，一切皆對象，那么對于基本類型也?yīng)該是對象。但是為了在執(zhí)行效率和內(nèi)存占用上進行調(diào)優(yōu)，Java將基本類型特殊處理。所以Java基本類型加載都是Java虛擬機預(yù)先定義好了，所以沒有加載這個步驟了。引用類型就是類，接口，數(shù)組。其中數(shù)組是直接由虛擬機直接生成的。類和接口是字節(jié)流，都是需要加載。

正文

Java基本類型

首先先看下基本類型的默認值和值域。

總結(jié)

1.無符號類型：boolean和char

2.boolean在Java虛擬機中，根據(jù)虛擬機規(guī)范轉(zhuǎn)換為int類型，false為0，true為1

引用類型

引用類型中的數(shù)組是直接由Java虛擬機直接生成，接下來直接講類和接口。為了敘述方便直接統(tǒng)稱為類。類的加載分三步。

加載

加載是通過加載器進行加載的。Java虛擬機有個一加載機制，叫做雙親委派模型。具體就是當一個類加載器拿到這個類的時候先給自己的父類加載器進行加載，如果父類加載器沒有找到所請求的類，才會給該類加載器。還是挺尊老愛幼的。那么加載器有很多中，在Java9之前分三類。Java9之后分兩類。

分類：

Java9之前

• 啟動類加載器：負責加載最為基礎(chǔ)和最為重要的類。比如存放在jre的lib目錄的jar包中的類以及虛擬機參數(shù)-Xbootclasspath指定的類。
• 擴展類加載器：擴展類加載器的父類的加載器是啟動類加載器。擴展類加載器加載相對次要但是又通用的類。比如jre中l(wèi)ib/ext目錄下的jar包中的類以及由系統(tǒng)變量java.ext.dir指定的類。

·應(yīng)用類加載器：應(yīng)用類加載器的父類加載器是擴展類加載器。負責加載應(yīng)用加載應(yīng)用程序路徑的類(這里的應(yīng)用程序的路徑就是虛擬機參數(shù)-cp/-classpath，系統(tǒng)變量java.class.path或環(huán)境變量CLASSPATH指定的路徑)。

Java9之后

啟動類加載器：同上

平臺類加載器：Java9引入模塊系統(tǒng)，所以除了少數(shù)的幾個關(guān)鍵模塊是用啟動類加載器加載，其余的都有平臺類加載器加載。

類加載器除了提供加載功能，還提供命名空間的功能，這個就很像Java的包名一樣。即時是同一個類，經(jīng)過不同的類加載器，命名不同那這兩個類也是不是同一個類。

鏈接

何為鏈接，就是講加載的類合并至Java虛擬機，使之能夠執(zhí)行的過程。具體流程可以分類驗證，準備以及解析三個過程。

驗證：驗證的目的就是需要符合Java虛擬機的規(guī)范。

準備：為加載類的靜態(tài)字段分配內(nèi)存，部分Java虛擬機還會在這階段構(gòu)造其他跟類層次相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，比如說用來實現(xiàn)虛方法的動態(tài)綁定的方法表。

解析：當class文件加載到虛擬機之前這個類不知道自己的成員變量和成員方法的地址，所以編譯器會生成一個符號引用，這個符號應(yīng)用包括所在類的名字，目標方法的名字，接收參數(shù)類型以及返回類型。解析就是將這個符號引用轉(zhuǎn)化為實際引用。如果符號引用指向的類沒有加載，那么會觸發(fā)這個類進行加載，但是不會鏈接和初始化。

Java虛擬機規(guī)范并沒有要求鏈接過程完成解析，如果某些字節(jié)碼使用了符號引用，那么在執(zhí)行這些字節(jié)碼之前，需要完成解析。

初始化

初始化就是初始化靜態(tài)字段，如果靜態(tài)字段被final修改，那么該字段就會被標記為常量值，其初始化直接由Java虛擬機完成。其他的初始化靜態(tài)字段的代碼Java編譯器會放在一個方法中并且命名為 .

初始化就是為常量值直接賦值和執(zhí)行 方法的過程。Java虛擬機會通過加鎖的方式確保 方法只執(zhí)行一次。

那么什么時候會觸發(fā)初始化：

1.當虛擬機啟動，初始化用戶指定的類。

2.當遇到用以新建目標類實例的new指令時，初始化new指令的目標類。

3.當遇到調(diào)用靜態(tài)方法的指令時，初始化該靜態(tài)方法所在的類。

4.但遇到訪問靜態(tài)字段的指令時，初始化該靜態(tài)字段所在的類。

5.子類的初始化會觸發(fā)父類的初始化。

6.如果接口定義了default方法，那么直接實現(xiàn)或者間接實現(xiàn)該接口的類的初始化，會觸發(fā)該接口的初始化。

7.使用反射API對某個類進行反射調(diào)用時，會初始化該類。

8.當初次調(diào)用MethodHandle實例時，初始化該MethodHandle指向的方法所在的類。

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