JVM總括四-類載入過程、雙親委派模型、物件例項化過程
JVM總括四-類載入過程、雙親委派模型、物件例項化過程
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一、 類載入過程
類載入過程就是將.class檔案轉化為Class物件， 類例項化 的過程 ，（User user = new User(); 這個過程是 物件例項化 的過程）;
一個.class檔案只有一個Class物件（位元組碼物件），可以有無數個物件（例如：new User();）;
1、Load：
將編譯後的.class檔案以二進位制流的方式載入到JVM記憶體中，並轉化為特定的資料結構，用到的就是 classLoad 二類載入器。這個過程中校驗 cafe babe魔法數 、 常量池 、 檔案長度 、 是否有父類 等。
2、Link：
分為驗證、準備、解析三步。
驗證：更為詳細的驗證，比如： final是否規範 （二次賦值不規範）、 static是否合理 （靜態方法必須引用靜態變數）、 型別是否正確 。
準備： 靜態變數分配記憶體並設定預設值 （靜態變數不賦值是有個預設值得），這個過程沒有物件例項化。
解析：把類中的符號引用轉化為 直接引用 ，完成記憶體結構佈局。（符號引用轉化為直接引用：例如：test1() { test2(); }，這裡test1呼叫test2方法就是符號引用，但實際test2()通過一個指標指向test2方法的記憶體地址，這個指標負責呼叫，它就是直接引用）。
3、Init：
執行類構造器<clinit>， 執行靜態程式碼塊 ， 為靜態變數賦予正確的初始值 ， 遞迴初始化父類 ， 不 執行建構函式 。（先執行靜態程式碼塊，再執行靜態變數）。
任何小寫的class定義的類都有一個魔法屬性：class，
int j; Class<Integer> integerClass = int.class; Class<Integer> integerClass1 = Integer.class;
二、類載入的原則：雙親委派模型
類載入是怎麼確定類檔案的位置呢？
1、Bootstrap：最高階的類載入器，裝置最核心的類，如：Object、System、String；
2、Extension ClassLoader：JDK9之前的類載入器，以後的為 Platform ClassLoader ，載入系統的擴充套件類；
3、Application ClassLoader：應用類載入器，主要載入使用者自定義CLASSPATH路徑下的類。
類載入器 並非繼承關係 ，只是以組合的方式服用父載入器功能，符合優先原則。
其中第二、第三層為java實現，使用者可以自定義類載入器，第三層為C++實現，所有為null：
ClassLoader classLoader = Son.class.getClassLoader(); ClassLoader parent = classLoader.getParent(); ClassLoader parent1 = parent.getParent(); System.out.println(classLoader); System.out.println(parent); System.out.println(parent1); ----------------------------------- sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2 sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@5acf9800 null
獲取Bootstrap載入的類庫：
URLClassPath bootstrapClassPath = Launcher.getBootstrapClassPath(); URL[] urLs = bootstrapClassPath.getURLs(); for (URL url : urLs){ System.out.println(url.toExternalForm()); } --------------------------------------------------------- file:/D:/jdk-8u151-windows-x64/JDK/jre/lib/resources.jar file:/D:/jdk-8u151-windows-x64/JDK/jre/lib/rt.jar file:/D:/jdk-8u151-windows-x64/JDK/jre/lib/sunrsasign.jar file:/D:/jdk-8u151-windows-x64/JDK/jre/lib/jsse.jar file:/D:/jdk-8u151-windows-x64/JDK/jre/lib/jce.jar file:/D:/jdk-8u151-windows-x64/JDK/jre/lib/charsets.jar file:/D:/jdk-8u151-windows-x64/JDK/jre/lib/jfr.jar file:/D:/jdk-8u151-windows-x64/JDK/jre/classes
Bootstrap載入的路徑可以追加，在JVM增加啟動引數，不過不建議修改：
Xbootclasspath/D:/test/src
自定義類載入器的情況：
1、隔離載入類：框架中吧類載入到不同的環境中
2、修改類載入方式：除了Bootstrap,其他類並非一定要加入。
3、擴充套件載入源：比如載入資料庫；
4、防止原始碼洩露：可以對類進行加密，那載入的時候需要自定義載入器對類進行解密載入。
自定義ClassLoder，繼承ClassLoader，重寫findClass()，呼叫defineClass():
public class UserClassLoader extends ClassLoader {
private String classpath;
public UserClassLoader(String classpath) {
this.classpath = classpath;
}
@Override
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
try {
byte [] classDate=getDate(name);
if(classDate==null){
throw new FileNotFoundException();
}
else{
//defineClass方法將位元組碼轉化為類
return defineClass(name,classDate,0,classDate.length);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
return super.findClass(name);
}
//返回類的位元組碼
private byte[] getDate(String className) throws IOException{
InputStream in = null;
ByteArrayOutputStream out = null;
String path=classpath + File.separatorChar +className.replace('.',File.separatorChar)+".class";
try {
in=new FileInputStream(path);
out=new ByteArrayOutputStream();
byte[] buffer=new byte[2048];
int len=0;
while((len=in.read(buffer))!=-1){
out.write(buffer,0,len);
}
return out.toByteArray();
}
catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
finally{
in.close();
out.close();
}
return null;
}
}
UserClassLoader
呼叫，其中D:\\wp目錄下為.class檔案，裡面有個Son.class
//自定義類載入器的載入路徑
UserClassLoader myClassLoader=new UserClassLoader("D:\\wp");
//包名+類名
Class sonClass=myClassLoader.loadClass("com.Son");
if(sonClass!=null){
Object obj=sonClass.newInstance();
System.out.println(sonClass.getClassLoader().toString());
}
三、物件例項化
從位元組碼、執行步驟兩個方面分析
1、位元組碼方面：
Object object = new Object();，通過javap -verbose -p檢視物件建立的位元組碼指令：
（1）new：如果找不到Class物件就進行類載入，然後分配記憶體（本類路徑上所有的屬性都分配），其中物件的引用也是個變數也佔記憶體（4個位元組），這個指令執行完畢會把物件的壓入虛擬機器棧頂。
（2）dup：在棧頂複雜引用，如果<init>有引數，把引數壓入操作棧，兩個引用，壓入棧底的用來賦值或儲存到區域性變量表中，棧頂引用作為控制代碼呼叫相關方法。
（3）invokespecial：呼叫物件例項化方法，通過棧頂方法呼叫<init>方法（也就是呼叫構造方法）。
2、執行步驟
（1）確認類元資訊是否存在：接到new指令時，在metaspace檢查類元資訊是否存在，沒有就在雙親委派模式下進行類載入，生成Class物件。
（2）分配物件記憶體：首先計算物件佔用空間大小（成員變數是引用變數就分配4個位元組大小的變數空間），在堆中劃分記憶體空間給新物件（分配空間需要進行同步操作，如：cas）。
（3）設定預設值：成員變數設定不同形式的0值；
（4）設定物件頭：設定物件的雜湊碼、鎖資訊、物件所屬的類元資訊，設定取決於JVM。
（5）執行init方法：初始化成員變數，執行程式碼塊，呼叫類的構造方法，把堆物件首地址賦值給引用變數。
四、思考：ClassLoader.loadClasshe和Class.forName區別
1 //1
2 Class<Son> sonClass = Son.class;
3 //2
4 Class<?> aClass = Maint.class.getClassLoader().loadClass("com.Son");
5 //3
6 Class<?> bClass = Class.forName("com.Son");
程式碼2：
引數一：name,需要載入的類 的名稱
引數二：false，這個類載入以後是否需要去連線
（不需要linking）
程式碼:3：
其實這種方法調運的是：Class.forName(className, true, ClassLoader.getCallerClassLoader())方法
引數一：className，需要載入的類的名稱。
引數二：true，是否對class進行初始化（需要initialize）
引數三：classLoader，對應的類載入器
其中1、2都是將.class檔案載入到JVM中，得到Class物件，但是 還沒有連線（Link） ， 靜態程式碼塊不會執行；
程式碼3得到Class物件並且 已經完成初始化<clinit> ，靜態程式碼塊會執行。（ Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");//通過這種方式將驅動註冊到驅動管理器上）。
1、2、3都 不會執行物件的建構函式 。
五、思考：<clinit>和<init>區別
<clinit>是類（Class）初始化執行的方法，<init>是物件初始化執行的方法（建構函式）；
詳情見： ofollow,noindex" target="_blank">JVM思考-init和clinit區別