【基础篇】三、类的生命周期

news2024/11/27 2:26:46

文章目录

1、类的生命周期
2、加载阶段
3、查看内存中的对象：hsdb工具
4、连接阶段
5、初始化阶段
6、类生命周期的初始化阶段的触发条件
7、类生命周期的初始化阶段的跳过
8、练习题1
9、练习题2
10、数组的创建不会导致数组中元素的类进行初始化
11、final修饰的变量，等号右边不是常量，此时类生命周期中会有初始化阶段

1、类的生命周期

在这里插入图片描述

连接阶段又可分为验证、准备、解析这三步
使用阶段即根据类创建实例（对象）：

Demo demo1 = new Demo();
Class<Demo> clazz = Demo.class;
Demo demo2 = clazz.newInstance();

类的卸载阶段和垃圾回收挂钩

2、加载阶段

STEP1：类加载器根据全类名通过不同的渠道以二进制流的方式获取字节码信息。

这里的不同渠道，指除了本地磁盘上的字节码文件被JVM加载外，还有程序运行过程中动态代理生成的类（内存中），以及网络传输的类（早期Applet技术）

在这里插入图片描述

STEP2：JVM将字节码中的信息保存到方法区中，生成一个InstanceKlass对象（c++），保存了类的所有信息

这个方法区只是一个概念层的东西，不同的JVM，甚至不同版本的HotSpot，设计方法区时都用到了不同的内存空间，比如早期的HotSpot，用的是永久带，而新版本中用的是元空间
在这里插入图片描述

注意上面InstanceKlass对象中保存的字节码信息，还多了一些信息，用于实现特定功能，比如虚方法表是多
态的实现基础

STEP3：JVM在堆区生成一个和上面InstanceKlass对象类似的java.lang.Class对象

这个类的Class对象，用于Java开发时获取类的信息，以及存储静态字段的数据。注意静态字段之前是存方法区，但JDK8及以后，存堆区。

在这里插入图片描述

为什么方法区和堆区都存字节码信息？只留方法区的InstanceKlass对象可行吗？

不可行，原因有二：

InstanceKlass对象是使用c++来编写的一个对象，Java代码一般不能直接去操作用c++编写的对象，所以在堆上面创建了一个java.lang.class这种用Java语言包装之后的对象，这个是可以在Java代码中操作的
堆区中Class对象包含的字段要少于方法区的InstanceKlass对象包含的字段，这也是出于安全考虑，很多字段是JVM底层使用的，开发者用不到，有了Class对象，JVM也就可以控制开发者访问数据的范围了

在这里插入图片描述
一句话，加载阶段是类加载器将类的信息加载到内存中，JVM在方法区和堆区各分配一个对象去保存类的信息。

3、查看内存中的对象：hsdb工具

JDK中带有hsdb工具，即HotSpot Debugger，位于SDK/lib/sa-jdi.jar，可查看JVM的内存信息

//JDK8下启动：
java -cp sa-jdi.jar sun.jvm.hotspot.HSDB
//和之前的java -jar不同，这个jar中的启动类有多个，需要指定某个启动类

JDK11中启动，在JDK的bin目录下cmd，然后执行：

jhsdb hsdb

写段测试代码并运行：

public class TestJvm{
	//静态变量，一会儿查看其在哪个区
	public static final int i = 0;
	public static void main(String[] args ) throws IOException{
		new TestJvm();
		//不输入，让程序别退出运行
		System.in.read();
	}
}

打开HSDB页面：

在这里插入图片描述

输入PID，PID可执行jps查看：

在这里插入图片描述

点击Tools，查看对象直方图：

在这里插入图片描述

搜索刚才的TestJvm对象，双击查看对象在内存中的地址、对象的名字、类的信息：

在这里插入图片描述

可以看到确实有Klass对象以及Class对象，且定义的静态变量i在Class对象中，即堆区。（靠，最后一步卡的跟狗一样，截个网课里的图算了）

在这里插入图片描述

4、连接阶段

连接阶段又分为以下三步：
在这里插入图片描述

STEP1：验证

验证字节码是否满足JVM规范，校验内容包括：

文件格式验证（魔数）

在这里插入图片描述

class文件里的主版本号是否适配当前JVM：JDK8中HotSpot虚拟机对版本号的校验源码如下：简言之就是首先判断字节码的主版本号小于JDK支持的最小值45，再判断其是否小于等于当前运行环境JDK版本（+42）。而当主版本号刚好等于当前JDK版本时，再往后判断字节码的副版本号不能超过运行环境的副版本号

在这里插入图片描述