前言

ladies and gentleman , 你们好😊 ,我是羡羡 , 这节我们进入jvm的学习 , 我们知道 , jvm是java虚拟机, java代码的执行与 jvm 息息相关, 接下来我们来依次介绍 , 首先这节先来介绍 jvm 中的类加载部分

👑1. jvm 的组成

👓2. 类加载

🎃3. 类加载器

🥼4. 双亲委派机制

☂️5. 类的主动/被动使用

1. jvm 的组成

jvm组成可分为这四个部分

那么一个程序在 jvm 中的运行过程是怎样的呢?

java代码首先被编译成字节码文件(Class文件), 通过不同操作系统上的 jvm 来加载解释 , 这个过程首先需要类加载器加载class文件 , 然后进行字节码校验 , 校验结束通过后通过jvm解释器翻译成机器码交给操作系统执行

jvm整体结构如下图

可能说到这里 , 初学的同学会有点懵 , 不过不用担心, 上图中的各个组成部分后面都会一一解释

2. 类加载

通过上面 jvm的运行过程可知 , 类加载就是读取 class文件的过程 , 这期间需要用到类加载器 , 类加载器只负责加载 , 至于如何执行 , 则由执行引擎决定

类加载又分为以下几个模块

类加载器加载class文件到 jvm中 , 被称为DNA元数据模板 , jvm通过模板来创建实例 , 类加载器在此过程相当于担任了快递员的角色

那么类加载的过程是怎样的呢 ?

可以看到 , 分为三个过程 : 加载, 链接 ,初始化

1. 加载

顾名思义 , 加载就是把类中的信息加载进 jvm 中

2.链接

链接又分为 3 个过程 : 验证, 准备 ,解析

(1) . 验证

验证文件格式是否一致: class 文件在文件开头有特定的文件标识(字节码文件都以 CA FE BA BE 标识开头);主,次版本号是否在当前 java 虚拟机接收范围内

元数据验证: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,例如这个类是否有父类;是否继承浏览不允许被继承的类(final 修饰的类)

验证过程主要是看是否符合java语言的规范

(2) . 准备

此过程不包含用 final 修饰的 static 常量(静态常量),在编译时进行初始化.

//准备阶段值为0
public static int value = 123；
//准备阶段值为123
public static final int value = 123;

(3) .解析

将符号引用替换成直接引用, 这句话怎么理解呢 ? 这里来举个例子

public void method1(){
    method2();
}

在方法1 中调用方法2 , 我们这样来写代码的时候, 这就只是符号引用 , 而当这段程序被加载进 jvm解析的时候符号引用就会变成直接引用, 也就是指明此处真正的引用地址

3. 初始化

在谈类的初始化过程之前, 先来考虑 , 类什么时候会被初始化?

初始化类的过程也是为类中成员赋值的过程 , 在链接过程中的准备过程中被static修饰的变量是赋了默认值(int型为0), 而在初始化过程中才会赋予我们赋的值

我们常说 , 用 static 修饰的变量, 方法 , 代码块是跟类直接打交道的 , 我们说加载类的时候, 使用static修饰的成员也会被加载 , 此过程也是在类的初始化中完成

那么在初始化过程中, 赋值顺序是怎样的呢?

下面代码 num 的值变化

3. 类加载器

从开发人员的角度上来讲, 类加载器可分为3类 : 引导类加载器(启动类加载器), 扩展类加载器 , 应用程序类加载器

引导类加载器(启动类加载器)

引导类加载器作为顶级的类加载器, 非java语言实现 , 所以和java中其他类加载器也不存在继承关系等

扩展类加载器

应用程序类加载器

我们自己写的类是由应用程序类加载器加载的, 类加载器结构示例如下

//获取应用程序类加载器  sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
ClassLoader classLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
System.out.println(classLoader);
//获得父类加载器 sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@74a14482
System.out.println(classLoader.getParent());
//扩展类加载器上一级是引导类加载器,不是java实现,为null
System.out.println(classLoader.getParent().getParent());

//拿到String类的类加载器,结果为null
//可见,String类为引导类加载器加载
ClassLoader classLoader1 = String.class.getClassLoader();
System.out.println(classLoader1);

另外还有一种叫做用户自定义类加载器 , 例如 tomcat

4. 双亲委派机制

什么是双亲委派机制呢?

就是说呢, 如果类加载器接收到了加载请求, 并不会去立即加载这个类, 而是把请求交给它的上一级加载器去加载 , 上一级没有则继续往上找 , 直到顶级的类加载器(引导类加载器)也无法加载时, 开始往下找 , 如果有一级加载成功则返回, 最终加载器都无法加载时, 就会抛出ClassNotFoundException异常

那么为什么要这样去做呢? 试想, 我们自己创建一个java.lang.String类

package java.lang;

public class String {
    public String(){
        System.out.println("自己的String");
    }
}

建立一个测试类

public class TestString {
    public static void main(String[] args) {
        new String();
    }
}

试想 , "自己的String" 这句话会被输出吗 ? 答案肯定是不会
因为加载类的时候会先往上走, 此时走到了引导类加载器, 引导类加载器发现此类没有被加载,并且自己可以加载, 那么java.lang.String 就会被加载了, 此时就会直接返回
那么双亲委派机制出现的原因就显而易见了

5. 类的主动/被动使用

JVM 规定,每个类或者接口被首次主动使用时才对其进行初始化,有主动使用,自然就有被动使用.
那么什么时候类被主动使用呢?

除了上面的几种主动使用其余就是被动使用了

主动使用和被动使用的区别在于类是否会被初始化.

结语

到此关于 jvm 类加载这一章就说完了 , 感谢您的阅读 , 后续将会进行 jvm 中运行时数据区的讲解 , 感谢您的支持 ,谢谢😊 !!!

【JVM】--- 类加载

前言

1. jvm 的组成

2. 类加载

3. 类加载器

4. 双亲委派机制

5. 类的主动/被动使用

结语