Java之類加載機制案例講解
1.類加載
<1>.父子類執(zhí)行的順序
1.父類的靜態(tài)變量和靜態(tài)代碼塊(書寫順序)
2.子類的靜態(tài)變量和靜態(tài)代碼塊(書寫順序)
3.父類的實例代碼塊(書寫順序)
4.父類的成員變量和構(gòu)造方法
5.子類的實例代碼塊
6.子類的成員變量和構(gòu)造方法
<2>類加載的時機
如果類沒有進(jìn)行初始化,則需要先進(jìn)行初始化,虛擬機規(guī)范則是嚴(yán)格規(guī)定有且只有5種情況必須先對類進(jìn)行初始化(而加載,驗證,準(zhǔn)備要在這個之前開始)
1.創(chuàng)建類的實例(new的方式),訪問某個類的靜態(tài)變量,或者對該靜態(tài)變量賦值,調(diào)用類的靜態(tài)方法
2.反射的方式
3.初始化某個類的子類,則其父類也會被初始化
4.java虛擬機啟動時被標(biāo)記為啟動類的類,直接使用java.exe來運行的某個主類(如main類)
5.使用jdk1.7的動態(tài)語言支持時
<3>類的生命周期
七個階段:加載,驗證,準(zhǔn)備,解析,初始化,使用和卸載。其中驗證,準(zhǔn)備和解析三個部分被稱為連接
解析階段在某些情況下可以在初始化階段之后再進(jìn)行,這是為了支持java語言的運行時綁定(動態(tài)綁定)
<4>類加載的過程
接下來我們詳細(xì)講解一下Java虛擬機中類加載的全過程,也就是加載、驗證、準(zhǔn)備、解析和初始化這5個階段所執(zhí)行的具體動作。
1.加載
<1>通過一個類的全限定名來獲取定義此類的二進(jìn)制字節(jié)流。
<2>將這個字節(jié)流所代表的靜態(tài)存儲結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為方法區(qū)的運行時數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
<3>在內(nèi)存中生成一個代表這個類的java.lang.Class對象,作為方法區(qū)這個類的各種數(shù)據(jù)的訪問入口。
2.驗證
這一階段的目的是為了確保Class文件的字節(jié)流中包含的信息符合當(dāng)前虛擬機的要求,并且不會危害虛擬機自身的安全。
3.準(zhǔn)備
準(zhǔn)備階段是正式為類變量分配內(nèi)存并設(shè)置類變量初始值的階段,這些變量所使用的內(nèi)存都將在方法區(qū)中進(jìn)行分配。
假設(shè)一個類變量的定義為:
public static int value=123;
那變量value在準(zhǔn)備階段過后的初始值為0而不是123,因為這時候尚未開始執(zhí)行任何Java方法,而把value賦值為123的putstatic指令是程序被編譯后,存放于類構(gòu)造器()方法之中,所以把value賦值為123的動作將在初始化階段才會執(zhí)行。
4.解析
虛擬機將常量池內(nèi)的符號引用替換為直接引用的過程。
符號引用:符號引用與虛擬機實現(xiàn)的內(nèi)存布局無關(guān),引用的目標(biāo)并不一定已經(jīng)加載到內(nèi)存中。
直接引用:直接引用是和虛擬機實現(xiàn)的內(nèi)存布局相關(guān)的。如果有了直接引用,那引用的目標(biāo)必定已經(jīng)在內(nèi)存中存在。
5.初始化
在準(zhǔn)備階段,變量已經(jīng)賦過一次系統(tǒng)要求的初始值,而在初始化階段,則根據(jù)程序員通過程序制定的主觀計劃去初始化類變量和其他資源,或者可以從另外一個角度來表達(dá):初始化階段是執(zhí)行類構(gòu)造器()方法的過程。
了解:
()方法是由編譯器自動收集類中的所有類變量的賦值動作和靜態(tài)語句塊(static{}塊)中的語句合并產(chǎn)生的,編譯器收集的順序是由語句在源文件中出現(xiàn)的順序所決定的,靜態(tài)語句塊中只能訪問到定義在靜態(tài)語句塊之前的變量,定義在它之后的變量,在前面的靜態(tài)語句塊可以賦值,但是不能訪問:
public class Test{ static{ i=0; //給變量賦值可以正常編譯通過 System.out.print(i); //這句編譯器會提示"非法向前引用" } static int i=1; }
1.()方法(Class類的構(gòu)造方法)與類的構(gòu)造函數(shù)(或者說實例構(gòu)造器()方法)不同,它不需要顯式地調(diào)用父類構(gòu)造器,虛擬機會保證在子類的()方法執(zhí)行之前,父類的()方法已經(jīng)執(zhí)行完畢。因此在虛擬機中第一個被執(zhí)行的()方法的類肯定是java.lang.Object。
2.()方法對于類或接口來說并不是必需的,如果一個類中沒有靜態(tài)語句塊,也沒有對變量的賦值操作,那么編譯器可以不為這個類生成()方法。
3.接口中定義的變量使用時,接口才會初始化:接口中不能使用靜態(tài)語句塊,但仍然有變量初始化的賦值操作,因此接口與類一樣都會生()方法。但接口與類不同的是,執(zhí)行接口的()方法不需要先執(zhí)行父接口的()方法。只有當(dāng)父接口中定義的變量使用時,父接口才會初始化。另外,接口的實現(xiàn)類在初始化時也一樣不會執(zhí)行接口的()方法。
4.虛擬機會保證一個類的()方法在多線程環(huán)境中被正確地加鎖、同步,如果多個線程同時去初始化一個類,那么只會有一個線程去執(zhí)行這個類的()方法,其他線程都需要阻塞等待,直到活動線程執(zhí)行()方法完畢。如果在一個類的()方法中有耗時很長的操作,就可能造成多個進(jìn)程阻塞,在實際應(yīng)用中這種阻塞往往是很隱蔽的。
<5>類加載器
類加載器可以分為:啟動類加載器、擴展類加載器、應(yīng)用程序類加載器、自定義類加載器。他們的關(guān)系一般如下:
1.啟動類加載器(BootstrapClassLoader)
這個類由C++語言實現(xiàn),是虛擬機自身的一部分,并不繼承ClassLoader,不能操作它。用來加載Java的核心類。
2.擴展類加載器(ExtClassLoader)
這個類加載器是在類sun.misc.Launcher$ExtClassLoader中以Java代碼的形式實現(xiàn)的。它負(fù)責(zé)加載<JAVA_HOME>\lib\ext目錄中,或者被java.ext.dirs系統(tǒng)變量所指定的路徑中所有的類庫。
3.應(yīng)用程序類加載器(AppClassLoader)
它負(fù)責(zé)在 JVM 啟動時加載來自 Java 命令的 -classpath 或者 -cp 選項、java.class.path 系統(tǒng)屬性指定的 jar 包和類路徑。在應(yīng)用程序代碼里可以通過 ClassLoader 的靜態(tài)方法 getSystemClassLoader() 來獲取應(yīng)用類加載器。如果沒有特別指定,則在沒有使用自定義類加載器情況下,用戶自定義的類都由此加載器加載。
4.2 自定義加載器
用戶自定義了類加載器,則自定義類加載器都以應(yīng)用類加載器作為父加載器。應(yīng)用類加載器的父類加載器為擴展類加載器。這些類加載器是有層次關(guān)系的,啟動加載器又叫根加載器,是擴展加載器的父加載器
<6>類加載機制——雙親委派模型
雙親委派模型的過程:如果一個類加載器收到了類加載的請求,它首先不會自己嘗試加載這個類,而是把這個請求委派給父類加載器去完成,每一層次的類加載器都是如此,因此所有的加載請求信息最終都會傳送到最頂層的啟動類加載器中,只有當(dāng)父加載器反饋自己無法完成這個加載請求(即它的搜索范圍沒有找到所需要的類)時,子加載器才會嘗試自己去完成加載
先查找,再進(jìn)行加載
(1)從下往上找
(2)從上往下加載
雙親委派模型的好處:雙親委派模型對于java程序的穩(wěn)定運行極為重要
劣勢:無法滿足靈活的類加載方式。(解決方案:自己重寫loadClass破壞雙親委派模型 例如SPI機制)
到此這篇關(guān)于Java之類加載機制案例講解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java之類加載內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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