标签：jdk 而不是 开发 构造器 特性 因此 master 恶意代码 产生
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今天想跟大家唠嗑唠嗑Java的类加载机制，这是Java的一个很重要的创新点，曾经也是Java流行的重要原因之一。
Oracle当初引入这个机制是为了满足Java Applet开发的需求，JVM咬咬牙引入了Java类加载机制，后来的基于Jvm的动态部署，插件化开发包括大家热议的热修复，总之很多后来的技术都源于在JVM中引入了类加载器。
如今，类加载机制也在各个领域大放异彩，在面试中，由类加载机制所衍生出来各类面试题也层出不穷。
所以，我们要了解下类加载机制，为工作中或者是面试中实际的需要打好良好的基础。
Q1:JVM类加载机制定义：
虚拟机把描述类的数据从Class文件加载到内存，并对数据进行校验、转换解析和初始化，最终形成可被虚拟机直接使用的Java类型的过程
Q2：特性
运行期类加载。即在Java语言里面，类型的加载、连接和初始化过程都是在程序运行期完成的，从而通过牺牲一些性能开销来换取Java程序的高度灵活性
什么是运行期，什么是编译期？
- 编译期是指编译器将源代码翻译为机器能识别的代码，
Java被编译为Jvm认识的字节码文件- 运行期则是指
Java代码的运行过程
JVM运行期动态加载+动态连接->Java的动态扩展特性
类从被加载到虚拟机内存中开始、到卸载出内存为止，整个生命周期包括七个阶段：
加载
验证
准备
解析
初始化
使用
卸载
其中，验证、准备、解析这3个部分统称为连接，流程如下图：
注意：
- 『加载』->『验证』->『准备』->『初始化』->『卸载』这五个阶段的顺序是确定的，而『解析』可能为了支持
Java的动态绑定会在『初始化』后才开始- 上述阶段通常都是互相交叉地混合式进行的，比如会在一个阶段执行的过程中调用、激活另外一个阶段
想要了解Java动态绑定和静态绑定区别的话，可以看下这篇文章：理解静态绑定与动态绑定
Q1：任务
ZIP包读取、从网络中获取、通过运行时计算生成、由其他文件生成、从数据库中读取等等途径......想要详细了解类的全限定名的知识，可以看下这篇文章：全限定名、简单名称和描述符是什么东西？
java.lang.Class对象，它将作为程序访问方法区中的这些类型数据的外部接口JVM类加载子系统中占了相当大的一部分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由此可见，它能直接决定
JVM能否承受恶意代码的攻击，因此验证阶段很重要，但由于它对程序运行期没有影响，并不一定必要，可以考虑使用-Xverify：none参数来关闭大部分的类验证措施，以缩短虚拟机类加载的时间。
检验过程包括下面四个阶段：
A.文件格式验证：
内容：验证字节流是否符合
Class文件格式的规范、以及是否能被当前版本的虚拟机处理目的：保证输入的字节流能正确地解析并存储于方法区之内，且格式上符合描述一个
Java类型信息的要求。只有保证二进制字节流通过了该验证后，它才会进入内存的方法区中进行存储，所以后续3个验证阶段全部是基于方法区而不是字节流了例子：
是否以魔数
0xCAFEBABE开头主次版本号是否在
JVM接受范围内索引值是否有指向不存在/不符合类型的常量
......
B.元数据验证：
内容：对字节码描述的信息进行语义分析，以保证其描述的信息符合
Java语言规范的要求目的：对类的元数据信息进行语义校验，保证不存在不符合
Java语言规范的元数据信息例子：
类是否有父类（除了
java.lang.Object之外，所有类都应有父类）父类是否继承了不允许被继承的类（
final修饰的类）如果该类不是抽象类，是否实现了其父类或接口中要求实现的所有方法
......
? C.字节码验证：
是验证过程中最复杂的一个阶段
内容：对类的方法体进行校验分析，保证被校验类的方法在运行时不会做出危害虚拟机安全的事件
目的：通过数据流和控制流分析，确定程序语义是合法的、符合逻辑的
例子：
保证任意时刻操作数栈的数据类型与指令代码序列都能配合工作，例如不会出现“在操作数栈的数据类型中放置了
int类型的数据，使用时却按long类型来载入本地变量表中”保证任何跳转指令都不会跳转到方法体外的字节码指令上
......
? D.符号引用验证：
- 内容：对类自身以外（如常量池中的各种符号引用）的信息进行匹配性校验
- 目的：确保解析动作能正常执行，如果无法通过符号引用验证，那么将会抛出一个
java.lang.IncompatibleClassChangeError异常的子类- 注意：该验证发生在虚拟机将符号引用转化为直接引用的时候，即『解析』阶段
Q1：任务
Java堆中之前提过，解析阶段就是虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程
- 可以是任何形式的字面量，只要使用时能无歧义地定位到目标即可
- 与虚拟机实现的内存布局无关，因为符号引用的字面量形式明确定义在
Java虚拟机规范的Class文件格式中，所以即使各种虚拟机实现的内存布局不同，但是能接受符号引用都是一致的
- 可以是直接指向目标的指针、相对偏移量或是一个能间接定位到目标的句柄
- 与虚拟机实现的内存布局相关，同一个符号引用在不同虚拟机实例上翻译出来的直接引用一般不同
JVM会根据需要来判断，是在类被加载器加载时就对常量池中的符号引用进行解析，还是等到一个符号引用将要被使用前才去解析
- 类或接口(
CONSTANT_Class_info)- 字段(
CONSTANT_Fieldref_info)- 类方法(
CONSTANT_Methodref_info)- 接口方法(
CONSTANT_InterfaceMethodref_info)- 方法类型(
CONSTANT_MethodType_info)- 方法句柄(
CONSTANT_MethodHandle_info)- 调用点限定符(
CONSTANT_InvokeDynamic_info)
举个例子，设当前代码所处的为类D，把一个从未解析过的符号引用N解析为一个类或接口C的直接引用，解析过程分三步：
- 若
C不是数组类型：JVM将会把代表N的全限定名传递给D类加载器去加载这个类C。在加载过程中，由于元数据验证、字节码验证的需要，又可能触发其他相关类的加载动作。一旦这个加载过程出现了任何异常，解析过程就宣告失败。- 若
C是数组类型且数组元素类型为对象：JVM也会按照上述规则加载数组元素类型- 若上述步骤无任何异常：此时
C在JVM中已成为一个有效的类或接口，但在解析完成前还需进行符号引用验证，来确认D是否具备对C的访问权限。如果发现不具备访问权限，将抛出java.lang.IllegalAccessError异常
Q1:字段（成员变量/域）和属性有什么区别？
- 属性，是指对象的属性，对于
JavaBean来说，是getXXX方法定义的- 字段，是成员变量
class Person{
private String mingzi; //mingzi是字段，一般来说字段和属性是相同的，但是这个例子是特例
public String getName(){ //name是属性
return mingzi:
}
public void setName(){
mingzi= "张三";
}
}
Java代码。而之前的类加载过程中，除了在『加载』阶段用户应用程序可通过自定义类加载器参与之外，其余阶段均由虚拟机主导和控制
- 准备阶段：变量赋初始零值
- 初始化阶段：根据Java程序的设定去初始化类变量和其他资源，或者说是执行类构造器
clinit的过程
clinit：由编译器自动收集类中的所有类变量（静态变量）的赋值动作和静态语句块static{}中的语句合并产生
- 是线程安全的，在多线程环境中被正确地加锁、同步
- 对于类或接口来说是非必需的，如果一个类中没有静态语句块，也没有对变量的赋值操作，那么编译器可以不为这个类生成
clinit- 接口与类不同的是，执行接口的
clinit不需要先执行父接口的clinit，只有当父接口中定义的变量使用时，父接口才会初始化。另外，接口的实现类在初始化时也一样不会执行接口的clinit
想详细了解clinit以及其与init的区别的读者，可以看下这篇文章：深入理解jvm--Java中init和clinit区别完全解析
- 遇到
new、getstatic、putstatic或invokestatic这4条字节码指令时- 使用
java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用的时候- 当初始化一个类的时候，若发现其父类还未进行初始化，需先触发其父类的初始化
- 在虚拟机启动时，需指定一个要执行的主类，虚拟机会先初始化它
- 当使用
JDK1.7的动态语言支持时，若一个java.lang.invoke.MethodHandle实例最后的解析结果为REF_getStatic、REF_putStatic、REF_invokeStatic的方法句柄，且这个方法句柄所对应的类未进行初始化，需先触发其初始化。
每个类加载器，都拥有一个独立的命名空间，它不仅用于加载类，还和这个类本身一起作为在
JVM中的唯一标识。所以比较两个类是否相等，只要看它们是否由同一个类加载器加载，即使它们来源于同一个Class文件且被同一个JVM加载，只要加载它们的类加载器不同，这两个类就必定不相等
从JVM的角度，可将类加载器分为两种：
- 由
C++语言实现，是虚拟机自身的一部分- 负责加载存放在
＜JAVA_HOME＞\lib目录中、或被-Xbootclasspath参数所指定路径中的、且可被虚拟机识别的类库- 无法被
Java程序直接引用，如果自定义类加载器想要把加载请求委派给引导类加载器的话，可直接用null代替
Java语言实现，独立于虚拟机外部，并且全都继承自抽象类java.lang.ClassLoader，可被Java程序直接引用。常见几种：
扩展类加载器
A.由
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader实现B.负责加载
＜JAVA_HOME＞\lib\ext目录中的、或者被java.ext.dirs系统变量所指定的路径中的所有类库应用程序类加载器
A.是默认的类加载器，是
ClassLoader#getSystemClassLoader()的返回值，故又称为系统类加载器B.由
sun.misc.Launcher$App-ClassLoader实现C.负责加载用户类路径上所指定的类库
自定义类加载器：如果以上类加载起不能满足需求，可自定义
需要注意的是：虽然数组类不通过类加载器创建而是由
JVM直接创建的，但仍与类加载器有密切关系，因为数组类的元素类型最终还要靠类加载器去创建
Java设计者推荐给开发者的一种类加载器实现方式Java程序的稳定运作；实现简单，所有实现代码都集中在java.lang.ClassLoader的loadClass()中比如，某些类加载器要加载
java.lang.Object类，最终都会委派给最顶端的启动类加载器去加载，这样Object类在程序的各种类加载器环境中都是同一个类。相反，系统中将会出现多个不同的
Object类，Java类型体系中最基础的行为也就无法保证，应用程序也将会变得一片混乱
恭喜你！已经看完了前面的文章，相信你对
JVM类加载机制已经有一定深度的了解，下面，进行一下课堂小测试，验证一下自己的学习成果吧！
Q1：类加载的全过程是怎样的？
Q2：什么是双亲委派模型？
Q3：String类如何被加载的
上面问题的答案，在前文都提到过，如果还不能回答出来的话，建议回顾下前文
Q4：请你谈谈类加载过程，以Person a = new Person()；为例进行说明
这道题是在牛客的暑假实习
Tencent一面的面筋上找的，附上标准答案：类的加载过程，Person person = new Person();为例进行说明
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本文参考链接：
标签：jdk 而不是 开发 构造器 特性 因此 master 恶意代码 产生
原文地址：https://www.cnblogs.com/xcynice/p/jvm_lei_jia_zai_ji_zhi.html
