从JDK源码级别彻底剖析JVM类加载机制

news2024/10/7 17:27:48

loadClass的类加载过程
加载 >> 验证 >> 准备 >> 解析 >> 初始化 >> 使用 >> 卸载
● 加载:在硬盘上查找并通过IO读入字节码文件,使用到类时才会加载,例如调用类的main()方法,new对象等等,在加载阶段会在内存中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象,作为方法区这个类的各种数据的访问入口
● 验证:校验字节码文件的正确性
● 准备:给类的静态变量分配内存,并赋予默认值
● 解析:将符号引用替换为直接引用,该阶段会把一些静态方法(符号引用,比如main()方法)替换为指向数据所存内存的指针或句柄等(直接引用),这是所谓的静态链接过程(类加载期间完成),动态链接是在程序运行期间完成的将符号引用替换为直接引用,下节课会讲到动态链接
● 初始化:对类的静态变量初始化为指定的值,执行静态代码块

注意:加载、验证、准备、初始化和卸载这五个阶段的顺序是确定的,类型的加载过程必须按照这种顺序按部就班地开始,而解析阶段则不一定:
在这里插入图片描述

类被加载到方法区中后主要包含 运行时常量池、类型信息、字段信息、方法信息、类加载器的引用、对应class实例的引用等信息。
类加载器的引用:这个类到类加载器实例的引用
对应class实例的引用:类加载器在加载类信息放到方法区中后,会创建一个对应的Class 类型的对象实例放到堆(Heap)中, 作为开发人员访问方法区中类定义的入口和切入点。

类加载阶段需要完成以下三件事:
1)通过一个类的全限定名来获取定义此类的二进制字节流。
2)将这个字节流所代表的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构。
3)在内存中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象,作为方法区这个类的各种数据的访问入口。
验证阶段:1.文件格式验证,2.元数据验证,3.字节码验证,4.符号引用验证

类加载器和双亲委派机制
上面的类加载过程主要是通过类加载器来实现的,Java里有如下几种类加载器
● 引导类加载器:负责加载支撑JVM运行的位于JRE的lib目录下的核心类库,比如rt.jar、charsets.jar等
● 扩展类加载器:负责加载支撑JVM运行的位于JRE的lib目录下的ext扩展目录中的JAR类包
● 应用程序类加载器:负责加载ClassPath路径下的类包,主要就是加载你自己写的那些类
● 自定义加载器:负责加载用户自定义路径下的类包

双亲委派机制,加载某个类时会先委托父加载器寻找目标类,找不到再委托上层父加载器加载,如果所有父加载器在自己的加载类路径下都找不到目标类,则在自己的类加载路径中查找并载入目标类。

设计双亲委派机制的原因?
● 沙箱安全机制:自己写的java.lang.String.class类不会被加载,这样便可以防止核心API库被随意篡改
● 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,保证被加载类的唯一性

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