Java虚拟机加载总结

知识点总结,持续更新

  • 当虚拟机启动时,用户需要指定一个要执行的主类(包含main()方法的那个类),虚拟机会先初始化这个主类

  • 类的生命周期包括:加载->验证->准备->解析->初始化->使用->卸载

  • 类的加载阶段(双亲委派机制)

    1. 通过一个类的全限定名来获取定义此类的二进制字节流(并没有指明要从一个Class文件中获取,可以从其他渠道,譬如:网络、动态生成、数据库等)
    2. 将这个字节流所代表的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构;
    3. 在内存中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象,作为方法区这个类的各种数据的访问入口;
  • 双亲委派机制
    3种系统提供的类加载器
    1. BootstrapClassLoader:启动类加载器
    2. ExtClassLoader:扩展类加载器
    3. AppClassLoader:应用程序类加载器
    双亲委派模型工作过程是:如果一个类加载器收到类加载的请求,它首先不会自己去尝试加载这个类,而是把这个请求委派给父类加载器完成。每个类加载器都是如此,只有当父加载器在自己的搜索范围内找不到指定的类时(即ClassNotFoundException),子加载器才会尝试自己去加载。

    为什么需要双亲委派机制?
      防止自定义类对Java核心类产生影响
    
  • 类的准备阶段

    1. 分配内存:
      分配内存有两种策略,指针碰撞和空闲列表,选用哪种策略取决于堆内存是否规整,而堆内存是否规整取决于采用了哪种垃圾回收器。
      分配内存会有多线程并发问题,有两种策略,一种是CAS+重试机制,一种是为每个线程分配一块内存,当内存用完了在采用CAS重新分配
    2. 赋初始零值:
      public int value=123;
      在这个阶段,value的值为0,而不是123。这一步主要是为了防止程序员未给变量赋初始值导致程序不可用。
      当然,也有例外,当变量被final修饰时,此时的value就是123
  • 类的初始化
    类的初始化阶段是执行类构造器()方法的过程.<clinit>()方法是由编译器自动收集类中的所有类变量的赋值动作和静态语句块static{}中的语句合并产生的

  • 实例初始化
    成员变量/代码块(程序先后顺序)-> 构造器

  • 实例类继承父类时加载顺序
    父类静态变量/静态代码块->子类静态变量/静态代码块->父类非静态变量/非静态代码块->父类构造器->子类非静态变量/非静态代码块->子类构造器

  • 静态代码块只执行一次,代码块可执行多次

  • 静态语句块只能访问到定义在静态语句块之前的变量,定义在它之后的变量,在前面的静态语句块可以赋值,但是不能访问。

  • 类的加载时机没有强制约束,交由虚拟机把握,初始化有且只有5种情况,称为对一个类进行主动引用,其他行为不会触发初始化,称为被动引用。

    1. 主动引用
      • 遇到new,getstatic,putstatic,invokestatic这失调字节码指令时,如果类没有进行过初始化,则需要先触发其初始化。生成这4条指令的最常见的Java代码场景是:使用new关键字实例化对象的时候、读取或设置一个类的静态字段(被final修饰、已在编译器把结果放入常量池的静态字段除外)的时候,以及调用一个类的静态方法的时候。
      • 使用java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用的时候,如果类没有进行过初始化,则需要先触发其初始化。
      • 当初始化一个类的时候,如果发现其父类还没有进行过初始化,则需要先触发其父类的初始化。
      • 当虚拟机启动时,用户需要指定一个要执行的主类(包含main()方法的那个类),虚拟机会先初始化这个主类。
      • 当使用jdk1.7动态语言支持时,如果一个java.lang.invoke.MethodHandle实例最后的解析结果REF_getstatic,REF_putstatic,REF_invokeStatic的方法句柄,并且这个方法句柄所对应的类没有进行初始化,则需要先出触发其初始化。
    2. 被动引用
      • 通过子类引用父类的静态字段,只会导致父类的初始化,不会导致子类的初始化。(也可以调节参数,使得子类同时被加载)。
      • 通过数组定义引用类,不会初始化这个类。
      • 常量编译阶段存入调用类的常量池,并没有直接引用到定义常量的类,不会触发类的初始化。
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