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JVM系列—Class文件加載過程

JVM系列筆記目錄
虛擬機的基礎(chǔ)概念class文件結(jié)構(gòu)class文件加載過程jvm內(nèi)存模型JVM常用指令GC與調(diào)優(yōu)

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Class文件加載過程
JVM加載Class文件主要分3個過程：Loading 、Linking、Initialzing

1.Loading
Loading的過程就是通過類加載器將.class文件加載到j(luò)vm內(nèi)存中過程。需要理解雙親委派機制、類加載器ClassLoader，加載過程如下。

ClassLoader

不同的類加載器加載范圍不一樣，以Java8中的為例。

BootClassLoader 加載范圍sun.boot.class.pahtExtClassLoader 加載范圍java.ext.dirsAppClassLoader 加載范圍java.class.pathCustomClassLoader 可自定義加載范圍

前三個加載器來自JDK的Launcher類，三個ClassLoader作為Launcher的內(nèi)部類，感興趣可以查看下源碼。

開發(fā)者也可以自定義的ClassLoader，自定義記載范圍。

雙親委派機制

自底向上檢查該類是否已經(jīng)加載，parent方向；自頂向下進行類的實際查找和加載，child方向。類的加載遵循雙親委派機制，主要是出于安全的考慮。雙親委派機制是如何實現(xiàn)的，下面源碼會解釋。

? 注意：雙親委派中存在所謂的父加載器并不是加載器的加載器，只是翻譯的問題，別混淆了類的繼承概念。

ClassLoader源碼

ClassLoader源碼中比較重要的一個函數(shù)是loadClass()，執(zhí)行過程是：findLoadedClass()->parrent.loadClass()->findClass(),第一步是自底向上查詢是否已經(jīng)加載，第二步是自頂向下查找加載類。這里就規(guī)定或是說實現(xiàn)了雙親委派機制。詳細見ClassLoader的源碼。

自定義ClassLoader

如何自定義ClassLoader？可以繼承ClassLoader類，重新自己的findClass(),在里面調(diào)用defineClass()來實現(xiàn)自定義加載特定范圍的類。

如何打破雙親委派機制，哪種情形下打破過？

從上面的ClassLoader源碼中大概能看出是如何實現(xiàn)了雙親委派機制的，從這入手可以通過2種方式打破該機制：

super(parent)指定parent會打破該機制自定義ClassLoader重寫loadClass()也可以打破

何時打破過？雙親委派機制并不是不能打破，某些特殊場景下也會選擇打破該機制。

JDK 1.2之前，自定義ClassLoader必須重寫loadClass()，打破過。線程ThreadContextClassLoader可以實現(xiàn)基礎(chǔ)類調(diào)用實現(xiàn)類代碼，通過thread.setContextClassLoader指定。熱啟動熱部署，如tomcat都有自己模塊指定的classloader，可以加載同一類庫的不同版本。

Class執(zhí)行方式

Class執(zhí)行方式分為3種：解釋執(zhí)行、編譯執(zhí)行、混合執(zhí)行，各有優(yōu)缺點，可通過參數(shù)指定。

1.解釋執(zhí)行：使用bytecode intepreter 解釋器解釋執(zhí)行，該模式啟動很快，執(zhí)行稍慢，可通過-Xint參數(shù)指定該模式。
2.編譯執(zhí)行：使用 Just in time Complier JIT編譯器編譯執(zhí)行，該模式執(zhí)行很快，編譯很慢，可通過-Xcomp參數(shù)指定該模式。
3.混合執(zhí)行：默認的模式，解釋器+熱點代碼編譯，開始解釋執(zhí)行，啟動較快，對熱點代碼進行實時監(jiān)測和編譯成本地代碼執(zhí)行，可通過-Xmixed參數(shù)指定該模式。
熱點代碼監(jiān)測：多次被調(diào)用的方法用方法計數(shù)器，多次被調(diào)用的循環(huán)用循環(huán)計數(shù)器，可通過參數(shù)-XX:CompileThreshold = 10000指定觸發(fā)JIT編譯的閾值。

2.Linking
Linking鏈接的過程分3個階段：Vertification、Preparation、Resolution。

Vertification：驗證Class文件是否符合JVM規(guī)定。
Preparation：給靜態(tài)成員變量賦默認值
Resolution：將類、方法、屬性等符號引用解釋為直接引用；常量池中的各種符號引用解釋為指針、偏移量等內(nèi)存地址的直接引用

3. Initializing
調(diào)用初始化代碼clint,給靜態(tài)成員變量賦初始值。

這里可以了解下必須初始化的5種情況：

new getstatic putstatic invokestatic指令，訪問final變量除外java.lang.reflect對類進行反射調(diào)用時初始化子類的時候，父類必須初始化虛擬機啟動時，被執(zhí)行的主類必須初始化動態(tài)語言支持java.lang.invoke.MethodHandler解釋的結(jié)果為REF_getstatic REF_putstatic REF_invokestatic的方法句柄時，該類必須初始化。

4.總結(jié)思考
設(shè)計模式中單例模式的雙重檢查的實現(xiàn)，INSTANCE是否需要加valatile？

 
 
 
   
  
  
  public class Mgr06 {   
  
  
      // 是否需要加volatile?   
  
  
      private static volatile Mgr06 INSTANCE;   
  
  
     
  
  
      private Mgr06() {   
  
  
      }   
  
  
     
  
  
      public static Mgr06 getInstance() {   
  
  
          if (INSTANCE == null) {   
  
  
              //雙重檢查   
  
  
              synchronized (Mgr06.class) {   
  
  
                  if(INSTANCE == null) {   
  
  
                      try {   
  
  
                          Thread.sleep(1);   
  
  
                      } catch (InterruptedException e) {   
  
  
                          e.printStackTrace();   
  
  
                      }   
  
  
                      // new 了對象，不為null,但未完成變量的初始化復(fù)制，對象處于半初始化狀                    態(tài)，其它線程有可能取到半初始化的對象。   
  
  
                      INSTANCE = new Mgr06();   
  
  
                  }   
  
  
              }   
  
  
          }   
  
  
          return INSTANCE;   
  
  
      }   
  
  
  }   
  
  
  復(fù)制代碼

個人認為是需要加的。思考方向， class文件load到內(nèi)存，給靜態(tài)變量賦默認值，再賦初始值，new 對象的時候，首先要申請內(nèi)存空間，然后給成員變量賦默認值，接下來給成員變量賦初始值，這個過程中對象有可能處于半初始化狀態(tài)，多線程并發(fā)下別的線程有可能取到半初始化的對象，加volatile可保證線程的可見性。

網(wǎng)站名稱：JVM系列—Class文件加載過程
網(wǎng)站路徑：http://fisionsoft.com.cn/article/dpphipg.html

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