深入Java虚拟机JVM类加载初始化学习笔记

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1、Classloader的作用，概括来说就是将编译后的class装载、加载到机器内存中，为了以后的程序的执行提供前提条件。

2、类在JVM中的工作原理

1）类加载load：从字节码二进制文件——.class文件将类加载到内存，从而达到类的从硬盘上到内存上的一个迁移，

               所有的程序必须加载到内存才能工作。

   将内存中的class放到运行时数据区的方法区内，之后在堆区建立一个java.lang.Class对象，用来封装方法区的数据结构。
 
   这个时候就体现出了万事万物皆对象了，干什么事情都得有个对象。

   就是到了最底层究竟是鸡生蛋，还是蛋生鸡呢？

   类加载的最终产物就是堆中的一个java.lang.Class对象。

2）连接：连接又分为以下小步骤

   验证：出于安全性的考虑，验证内存中的字节码是否符合JVM的规范，类的结构规范、语义检查、字节码操作是否合法、

         这个是为了防止用户自己建立一个非法的XX.class文件就进行工作了，或者是JVM版本冲突的问题，

         比如在JDK6下面编译通过的class（其中包含注解特性的类），是不能在JDK1.4的JVM下运行的。
  

   准备：将类的静态变量进行分配内存空间、初始化默认值。（对象还没生成呢，所以这个时候没有实例变量什么事情）
                
   解析：把类的符号引用转为直接引用（保留）

3）类的初始化： 将类的静态变量赋予正确的初始值，这个初始值是开发者自己定义时赋予的初始值，而不是默认值。

   类的主动使用与被动使用

    以下是视为主动使用一个类，其他情况均视为被动使用！

       1）初学者最为常用的new一个类的实例对象（声明不叫主动使用）  
       2）对类的静态变量进行读取、赋值操作的。
       3）直接调用类的静态方法。

       4）反射调用一个类的方法。
       5）初始化一个类的子类的时候，父类也相当于被程序主动调用了

          （如果调用子类的静态变量是从父类继承过来并没有复写的，

               那么也就相当于只用到了父类的东东，和子类无关，所以这个时候子类不需要进行类初始化）。
       6）直接运行一个main函数入口的类。

 

 

1. 类的加载方式

1）本地编译好的class中直接加载

2）网络加载：java.net.URLClassLoader可以加载url指定的类

3）从jar、zip等等压缩文件加载类，自动解析jar文件找到class文件去加载util类

4）从java源代码文件动态编译成为class文件

2. 类加载器

JVM自带的默认加载器

1）根类加载器：bootstrap，由C++编写，所有Java程序无法获得。

2）扩展类加载器：由Java编写。

3）系统类、应用类加载器：由Java编写。

用户自定义的类加载器：java.lang.ClassLoader的子类，用户可以定制类的加载方式。

每一个类都包含了加载他的ClassLoader的一个引用——getClass().getClassLoader()。

如果返回的是null，证明加载他的ClassLoader是根加载器bootstrap。

 

 

ClassLoader的剖析

ClassLoader的loadClass方法加载一个类不属于主动调用，不会导致类的初始化。

 

ClassLoader的关系：

根加载器——》扩展类加载器——》应用类加载器——》用户自定义类加载器

加载类的过程是首先从根加载器开始加载、根加载器加载不了的，由扩展类加载器加载，再加载不了的有应用加载器加载，应用加载器如果还加载不了就由自定义的加载器（一定继承自java.lang. ClassLoader）加载、如果自定义的加载器还加载不了。

而且下面已经没有再特殊的类加载器了，就会抛出ClassNotFoundException，表面上异常是类找不到，实际上是class加载失败，更不能创建该类的Class对象。

若一个类能在某一层类加载器成功加载，那么这一层的加载器称为定义类加载器。

那么在这层类生成的Class引用返回下一层加载器叫做初始类加载器。

因为加载成功后返回一个Class引用给它的服务对象——也就是调用它的类加载器。考虑到安全，父委托加载机制。

 

当一个类被加载、连接、初始化后，它的生命周期就开始了，当代表该类的Class对象不再被引用、即已经不可触及的时候，Class对象的生命周期结束。那么该类的方法区内的数据也会被卸载，从而结束该类的生命周期。一个类的生命周期取决于它Class对象的生命周期。由Java虚拟机自带的默认加载器（根加载器、扩展加载器、系统加载器）所加载的类在JVM生命周期中始终不被卸载。所以这些类的Class对象（我称其为实例的模板对象）始终能被触及！而由用户自定义的类加载器所加载的类会被卸载掉！