标签:position 1.2 分享 相等 tor extc 工作过程 指定路径 导致
类是在运行期间第一次使用时动态加载的,而不是编译时期一次性加载。因为如果在编译时期一次性加载,那么会占用很多的内存。
包括以下 7 个阶段:
包含加载,验证,准备,解析,初始化这5个阶段
加载是类加载的一个阶段,注意不要混淆。
加载过程完成以下三件事:
其中二进制字节流可以从以下方式中获取:
确保 Class 文件的字节流中包含的信息符合当前虚拟机的要求,并且不会危害虚拟机自身的安全。
类变量是被 static 修饰的变量,准备阶段为类变量分配内存并设置初始值,使用的是方法区的内存。
实例变量不会在这阶段分配内存,它将会在对象实例化时随着对象一起分配在堆中。
注意,实例化不是类加载的一个过程,类加载发生在所有实例化操作之前,并且类加载只进行一次,实例化可以进行多次。
初始值一般为 0 值,例如下面的类变量 value 被初始化为 0 而不是 123。
public static int value = 123;
如果类变量是常量,那么会按照表达式来进行初始化,而不是赋值为 0。
public static final int value = 123;
将常量池的符号引用替换为直接引用的过程。
其中解析过程在某些情况下可以在初始化阶段之后再开始,这是为了支持 Java 的动态绑定。
初始化阶段才真正开始执行类中定义的 Java 程序代码。初始化阶段即虚拟机执行类构造器 <clinit>() 方法的过程。
在准备阶段,类变量已经赋过一次系统要求的初始值,而在初始化阶段,根据程序员通过程序制定的主观计划[陈文文1] 去初始化类变量和其它资源。
<clinit>() 方法具有以下特点:
public class Test {
static {
i = 0; // 给变量赋值可以正常编译通过
System.out.print(i); // 这句编译器会提示“非法向前引用”
}
static int i = 1;
}
static class Parent {
public static int A = 1;
static {
A = 2;
}
}
static class Sub extends Parent {
public static int B = A;
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println(Sub.B); // 2
}
虚拟机规范中并没有强制约束何时进行加载,但是规范严格规定了有且只有下列五种情况必须对类进行初始化(加载、验证、准备都会随之发生):
以上 5 种场景中的行为称为对一个类进行主动引用。除此之外,所有引用类的方式都不会触发初始化,称为被动引用。被动引用的常见例子包括:
System.out.println(SubClass.value); // value 字段在 SuperClass 中定义
SuperClass[] sca = new SuperClass[10];
System.out.println(ConstClass.HELLOWORLD);
两个类相等需要类本身相等,并且使用同一个类加载器进行加载。这是因为每一个类加载器都拥有一个独立的类名称空间。
这里的相等,包括类的 Class 对象的 equals() 方法、isAssignableFrom() 方法、isInstance() 方法的返回结果为 true,也包括使用 instanceof 关键字做对象所属关系判定结果为 true。
从 Java 虚拟机的角度来讲,只存在以下两种不同的类加载器:
从 Java 开发人员的角度看,类加载器可以划分得更细致一些:
应用程序都是由三种类加载器相互配合进行加载的,如果有必要,还可以加入自己定义的类加载器。
下图展示的类加载器之间的层次关系,称为类加载器的双亲委派模型(Parents Delegation Model)。该模型要求除了顶层的启动类加载器外,其余的类加载器都应有自己的父类加载器。这里类加载器之间的父子关系一般通过组合(Composition)关系来实现,而不是通过继承(Inheritance)的关系实现。
一个类加载器首先将类加载请求传送到父类加载器,只有当父类加载器无法完成类加载请求时自己才尝试加载。
使得 Java 类随着它的类加载器一起具有一种带有优先级的层次关系,从而使得基础类得到统一。
例如 java.lang.Object 存放在 rt.jar 中,如果编写另外一个 java.lang.Object 的类并放到 ClassPath 中,程序可以编译通过。由于双亲委派模型的存在,所以在 rt.jar 中的 Object 比在 ClassPath 中的 Object 优先级更高,这是因为 rt.jar 中的 Object 使用的是启动类加载器,而 ClassPath 中的 Object 使用的是应用程序类加载器。rt.jar 中的 Object 优先级更高,那么程序中所有的 Object 都是这个 Object。
以下是抽象类 java.lang.ClassLoader 的代码片段,其中的 loadClass() 方法运行过程如下:先检查类是否已经加载过,如果没有则让父类加载器去加载。当父类加载器加载失败时抛出 ClassNotFoundException,此时尝试自己去加载。
public abstract class ClassLoader { // The parent class loader for delegation private final ClassLoader parent; public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException { return loadClass(name, false); } protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException { synchronized (getClassLoadingLock(name)) { // First, check if the class has already been loaded Class<?> c = findLoadedClass(name); if (c == null) { try { if (parent != null) { c = parent.loadClass(name, false); } else { c = findBootstrapClassOrNull(name); } } catch (ClassNotFoundException e) { // ClassNotFoundException thrown if class not found // from the non-null parent class loader } if (c == null) { // If still not found, then invoke findClass in order // to find the class. c = findClass(name); } } if (resolve) { resolveClass(c); } return c; } } protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException { throw new ClassNotFoundException(name); } }
FileSystemClassLoader 是自定义类加载器,继承自 java.lang.ClassLoader,用于加载文件系统上的类。它首先根据类的全名在文件系统上查找类的字节代码文件(.class 文件),然后读取该文件内容,最后通过 defineClass() 方法来把这些字节代码转换成 java.lang.Class 类的实例。
java.lang.ClassLoader 的 loadClass() 实现了双亲委派模型的逻辑,因此自定义类加载器一般不去重写它,但是需要重写 findClass() 方法。
public class FileSystemClassLoader extends ClassLoader { private String rootDir; public FileSystemClassLoader(String rootDir) { this.rootDir = rootDir; } protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException { byte[] classData = getClassData(name); if (classData == null) { throw new ClassNotFoundException(); } else { return defineClass(name, classData, 0, classData.length); } } private byte[] getClassData(String className) { String path = classNameToPath(className); try { InputStream ins = new FileInputStream(path); ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream(); int bufferSize = 4096; byte[] buffer = new byte[bufferSize]; int bytesNumRead; while ((bytesNumRead = ins.read(buffer)) != -1) { baos.write(buffer, 0, bytesNumRead); } return baos.toByteArray(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } return null; } private String classNameToPath(String className) { return rootDir + File.separatorChar + className.replace(‘.‘, File.separatorChar) + ".class"; } }
[陈文文1]程序代码
[陈文文2]所以类变量的赋值动作+静态语句块中的语句。
注意:静态语句块只能访问定义它前面的类变量,后面的可以赋值,不能访问。
[陈文文3]虚拟机保证,先调用父类构造,后调用子类。父类是java.lang.Object
[陈文文4]当类(接口)中不包含静态语句块,也没有对类变量的赋值操作,编译器不调用构造。
[陈文文5]接口中没有静态代码块,但是有类变量初始化的赋值,一样会生成<clinit>()方法。但接口(实现类)中,不会执行父类的<clinit>()方法。只有使用到父类的变量时才执行。
[陈文文6]虚拟机自动包装类的<clinit>()方法在多线程下正确加锁和同步。
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