JVM虚拟机系列（一）类的加载

JAVA虚拟机系列（一） 类的加载

目录

 1 类的初始化过程

 2 详解初始化时的各个阶段

 

一、类初始化的过程

先来看一个CLASS文件在整体生命周期里会遇到的阶段： xxxx.class --->加载---->连接--->初始化---> 使用--->卸载。

我们将会在本章讨论一下xxxx.class--->加载--->连接---->初始化的过程。

 

讨论的方式采用自问自答模式：

1 首先类什么时候会被加载？

答：这一点JVM并没有强制约束，由不同的JVM供应商自行实现。但是是JVM规定了类初始化的有且只有的5种情况。

     a 对静态属性和方法进行读写、NEW一个实例

     b 通过反射Class.forName获取实例

     c 初始化子类时他的父类没有进行过初始化，则会触发父类的初始化

     d main函数入口的类

     e JDK1.7动态语言的支持MethodHandle（这个暂时不理解）

另外这里需要提醒一下

    A 接口的与类的区别，子类的初始化不会触发接口的初始化。

    B NEW一个数组类不会触发当前数组类型的类的初始化，但会初始化JAVA虚拟机里面的一个继承object的数组的子类

      例如 ClassArrayTest[] testArray = new ClassArrayTest[10] ，这句话不会初始化CLassArrayTest类的。

    C 常量final 修饰的static属性被读取时不会触发初始化的过程

2 加载阶段是做了什么？

答：首先“加载”和“类加载”别混淆，加载是类加载的其中一个步骤（同样的初始化是类加载的最后一步）。，

      言归正传，JVM在类需要初始化时会先把Class文件转换成二进制模式放入JVM控制的内存里面的方法区中，这个过程叫做加载。

3 连接的阶段是做了什么？（详情在4,5,6一并回答）

答：连接阶段分为三个步骤：验证、准备、解析（解析的步骤不确定是否会执行，因为它的执行顺序可以由虚拟机调节）。

4 验证

答：这一阶段的目的是为了确保Class的正确性，从以下几个方面展开

     1 文件格式

                   版本号是否符合当前JVM范畴

                   文件是否完整

    2 元数据 

                  语法是否符合规范

    3 字节码 

                  堆栈的操作是否合理

     4 符号引用 

                  类里面属性和方法的访问权限是否正确

5 准备

答：这一阶段是为类的静态属性附上初始值，比如 整形是0，浮点是0.0f/d 引用类型是null。

      提醒一点：final常量在这里是直接进行赋值的，所以他不会触发初始化。

6 解析

答：解析阶段是把符号引用转为直接引用。什么是符号引用呢？比如一个类中有个属性是一个其他类的实例 A a = new A(); 其中a 就是符号引用。

     为什么需要这一步骤呢？按照我的理解是直接引用的意义明确而且无歧义，并且确保了被引用的对象一定已经创建（不创建哪来引用地址呢？）。

     开始详解一下解析的过程。解析的过程分为2大块，类/接口解析与字段解析

     1 类/接口的解析（创建其他类并且获取指针的过程）

                   step1  确定被引用的是否为数组，如果是数组则由虚拟机加载表示当前数组维度的数组类

                   step2  如果不是数组，则把这个需要加载的类传递给当前类的加载器进行加载

                   step3 如果1,2都通过时，则检查被引用类的访问权限，失败会抛出illegalAccessError

     2 字段解析（在第一步的基础上把指针指向方法或者属性的过程）

                   step1 在被引用的类里面寻找需要的属性和方法，找到返回。

                   step2 第一步未找到时，从下至上遍历他的父类和接口直到找到object类结束

                   step3 step1和step2 都未能找到时则抛出NoSuchFieldError

7 初始化阶段做了什么？

答：类加载的最后一步了。为所有静态变量赋值和执行静态块语句。

另外JVM是会确保类的初始化被正确的加锁，以避免并发的风险。（利用这个机制，我们再进行单例模式设计时会使用到。）