jvm学习的开端（一）----类的加载（类加载子系统）

news2024/9/21 14:49:49

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1.Loading（加载阶段）
2.Linking（链接阶段）
2.lnitialization（初始化阶段）

来自百度百科：类加载器子系统负责从文件系统或者网络中加载class文件，class文件在文件开头有特定的文件标识。 classLoader只负责class文件的加载，至于它是否可以运行，则由ExecutionEngine决定。加载的类信息存放于一块称为方法区的内存空间。除了类的信息外，方法区中还会存放运行时常量池信息，可能还包括字符串字面量和数字常量（这部分常量信息是class文件中常量池部分的内存映射）

在这里插入图片描述

1.Loading（加载阶段）

类的加载器有哪几种?

引导类加载器(Bootstrap ClassLoader)
1.引导类加载器，主要以c语言，c++实现，代码一般镶嵌在jvm内部
2.它没有父类，他负责加载java的核心库（jre;JAVA_HOME等等）
3.它只加载java,javax,sun开头的类

扩展类加载器(Extension classLoader)
1.它用java语言编写，派生于classloader
2.它的父类加载器是引导类加载器，他负责加载java的核心库（jre;JAVA_HOME等等）
3.从java.ext.dirs系统属性所指定的目录中加载类库，或从JDK的安装目录的jre/lib/ext子目录（扩展目录）下加载类库。如果用户创建的JAR放在此目录下，也会自动由扩展类加载器加载。

应用程序类加载器（系统类加载器，AppclassLoader)
1.它用java语言编写，派生于classloader，父类加载器是拓展类加载器
2.它派生于classloader，负责加载环境变量classpath或系统属性java.classl, path定路径下的类库
3.该类加载是程序中默认的类加载器，一般来说，Java应用的类都是由它来完成加载

什么是自定义类的加载器?

1.开发人员可以通过继承抽象类java.lang.classLoader类的方式，实现
自己的类加载器，以满足一些特殊的需求
2．在JDK1.2之前，在自定义类加载器时，总会去继承classLoader类并重
写loadClass ()方法，从而实现自定义的类加载类，但是在JDK1.2之后已不再建议用户去覆盖loadclass ()方法，而是建议把自定义的类加载逻辑写在findclass ()方法中
3.在编写自定义类加载器时，如果没有太过于复杂的需求，可以直接继承
URLClassLoader类，这样就可以避免自己去编写findclass()方法及其获取字节码流的方式，使自定义类加载器编写更加简洁。

它可以隔离加载类，修改类加载的方式，扩展加载源，防止源码泄漏

沙箱安全机制是什么？

自定义string类，但是在加载自定义string类的时候会率先使用引导类加载器加载，而引导类加载器在加载的过程中会先加载jdk自带的文件(rt.jar包中java\lang\string.class)，报错信息说没有mai方法就是因为加载的是rt.jar包中的string类。这样可以保证对java核心源代码的保护，这就是沙箱安全机制。

双亲委派机制是什么?有什么用？
在这里插入图片描述
工作原理:

1.如果一个类加载器收到了类加载请求，它并不会自己先去加载，而是把这个请求委托给父类的加载器去执行.
2.如果父类加载器还存在其父类加载器，则进一步向上委托，依次递归请求最终将到达顶层的启动类加载器.
3.如果父类加载器可以完成类加载任务，就成功返回，倘若父类加载器无法完成此加载任务，子加载器才会尝试自己去加载，这就是双亲委派模式。

优势：避免重复加载 + 避免核心类篡改:

避免重复加载 + 避免核心类篡改
采用双亲委派模式的是好处是Java类随着它的类加载器一起具备了一种带有优先级的层次关系，通过这种层级关可以避免类的重复加载，当父亲已经加载了该类时，就没有必要子ClassLoader再加载一次。其次是考虑到安全因素，java核心api中定义类型不会被随意替换，假设通过网络传递一个名为java.lang.Integer的类，通过双亲委托模式传递到启动类加载器，而启动类加载器在核心Java
API发现这个名字的类，发现该类已被加载，并不会重新加载网络传递的过来的java.lang.Integer，而直接返回已加载过的Integer.class，这样便可以防止核心API库被随意篡改。

2.Linking（链接阶段）

验证(Verify) :

目的在子确保class文件的字节流中包含信息符合当前虚拟机要求，保证被加载类的正确性，不会危害虚拟机自身安全。
主要包括四种验证，文件格式验证，元数据验证，字节码验证，符号引用验证。

准备(Prepare) :

为类变量分配内存并且设置该类变量的默认初始值，即零值。
这里不包含用final修饰的static，因为final在编译的时候就会分配了，准备阶段会显式
初始化;
这里不会为实例变量分配初始化，类变量会分配在方法区中，而实例变量是会随着对象一起分配到Java堆中。

解析(Resolve) :

将常量池内的符号引用转换为直接引用的过程。
事实上，解析操作往往会伴随着JVM在执行完初始化之后再执行。
符号引用就是一组符号来描述所引用的目标。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。直接引用就是直接指向目标的指针、相对偏移量或一个间接定位到目标的句柄。
解析动作主要针对类或接口、字段、类方法、接口方法、方法类型等。对应常量池中的
CONSTANT Class info、CONSTANT_Fieldref_info、CONSTANT_Methodref_info等。