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Java高級之虛擬機加載機制

來源：程序員人生發布時間：2016-06-20 17:00:17 閱讀次數：3875次

本文來自http://blog.csdn.net/liuxian13183/ ，援用必須注明出處！

前兩節我們探討了Java類內存模塊，文件結構，和Jvm的回收機制，今天我們再來探討1下它的文件加載機制，都知道Jvm要加載的是2進制流，可以是.class文件情勢，也能夠是其他情勢，總之依照它加載的標準來設計就不會有太大問題，以下主要就機制和標準兩個問題分析1番

首先來講Java類文件的加載機制，跟變量的加載機制類似，它先把Class文件加載入內存，再對數據進行驗證、解析和初始化，終究構成虛擬機可以直接使用的Java類型。由于Java是采取JIT機制，所以加載時會比較慢，但優點也明顯，具有高度靈活性，支持動態加載和動態連接。接下來就講講類的加載進程：

1個類加載的基本進程是依照下面的順序來，但也有不嚴格依照這個順序來的，也有打亂順序來的，如動態加載就得先初始化再解析。

1、加載- 由虛擬機自行決定，但也有由于下面的階段要履行而履行上面階段的情況。這時候虛擬機會做3件事，第1、通過全限定名讀取文件的2進制流，第2、把文件里的靜態方法和變量放到方法區中，第3、生成1個對象放入堆中，作為訪問入口。注意第1條，僅是讀取2進制流，沒說具體從甚么文件中讀，也沒說從哪里讀，所以造就Java很強的擴大性，可以從Jar、Zip中，也能夠從網絡層、數據庫層等。主要是對象和方法區的聲明。

2、驗證確保2進制流符合虛擬機的要求，不符合會報VerifyError。第1、文件格式驗證，是不是有魔數，是不是符合Java文件的要求，詳見：Java高級之類結構的認識；第2、元數據驗證，是不是符合Java代碼規范，如abstract類是不是直接被實例化，普通類有沒有間接或直接父類Object等；第3、字節碼驗證，對數據流和控制流進行分析，保證不會做出危害虛擬機的行動，如是不是調用不存在的指令，是不是把父類賦值給子類，是不是把對象賦值給1個非此類型的對象等；第4、符號援用驗證，主要是類、變量、方法描寫是不是能找的到，如全限定名是不是能找到該文件，是不是具有可訪問性等。主要對內部結構的判定

3、準備為類變量賦初值，通常為0值如靜態變量，而不會為實例變量賦值。

4、解析將常量池中的符號援用轉化為直接援用的進程。這里說的符號援用指變量類型，直接援用指可以直接定位到對象的句柄。類、方法、字段、接口解析，根據全限定名取得相干對象，拿到它的類型，若無對所在類訪問權會拋出IllegalAccessError，無字段NoSuchFieldError,無方法NoSuchMethodError，是類不是接口會拋出IncompatibleClassChangeError

5、初始化根據程序要求加載類和必要的資源。有且唯一4種情況，需要主動初始化后才能履行接下來的操作，所以要先履行上面的4步。第1、有new或static關鍵字的類，new生成對象，static靜態加載，這兩個很明顯要履行初始化了；第2、使用類有父類，這沒辦法了；第3、反射類里的方法，那肯定要初始化了對不對；第4、履行的主類，用main方法的類。其他被動初始化的情況不需要斟酌。

小例子：

public class SuperClass { static { System.out.println("SuperClass!!"); } public static int value = 1; }

public class SubClass extends SuperClass { static { System.out.println("SubClass!!"); } }

public class TestClassLoad { public static void main(String[] args) { System.out.println(SubClass.value); SuperClass superClass = new SubClass(); } }

SuperClass!! 1 SubClass!!

履行結果說明1個問題：子類調用父類變量的時候，子類仿佛沒有初始化，由于此時的代碼關系跟子類無關；子類初始化的時候，父類仿佛也沒有再初始化，由于父類在當前方法體中已初始化過了。接口與類的父接口或類的唯1區分在于，接口初始化不會要求父接口，只有用到父接口才會初始化，一樣的都會生成<clinit>類構造器。

這個時候加載類構造器<clinit>，會初始化類中所有變量，固然父類先于子類初始化

6、使用加載完以后，該怎樣樣調用怎樣樣調用，繪圖啊，計算啊等等

7、卸載類不再被調用

兩個類是不是相等，主要在于第1使用同1個加載器加載，第2全限定名地址1致

為何要提出上面的問題呢？接下來要講講虛擬機的1個加載機制。

在虛擬機的角度來看，有兩種類加載器，1種叫系統加載器（Bootstrap ClassLoader），1種叫自定義加載器（extends ClassLoader），這類呢又分為兩個，1種叫利用加載器，1種叫擴大類加載器，1般默許為前者；而我們的利用程序加載主要由上面3個加載器相互配合完成的。3者的關系如Application-->Extension-->Bootsrap，雙親委派機制是指兩兩以組合的方式，子加載器先去調用父加載器的方法，沒找到目標對象再去用子加載器

偽代碼以下：

loadClass(String name,boolean resolve){

Class c=findLoadedClass()

if(c==null){

try{

if(parent !=null)

c=parent.loadClass(name,false);

else

c=findBootstrapClassOrNull(name);

}catch(ClassNotFoundException e){ }

}

if(c==null)