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java虚拟机是我们在学习java编程开发技术的时候需要重点掌握的一个技能,而今天我们就一起来了解一下,java虚拟机的类加载是如何实现的。
加载
在加载阶段,Java虚拟机需要完成以下三件事情:
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
验证的目的是确保Class文件的字节流中包含的信息符合《Java虚拟机规范》的全部约束要求,保证这些信息被当作代码运行后不会危害虚拟机自身的安全。
验证阶段大致上会完成四个阶段的检验动作:文件格式验证、元数据验证、字节码验证和符号引用验证。
准备
准备阶段是正式为类中定义的变量(即静态变量,被static修饰的变量)分配内存并设置类变量初始值的阶段,从概念上讲,这些变量所使用的内存都应当在方法区中进行分配,但必须注意到方法区本身是一个逻辑上的区域,在JDK7及之前,HotSpot使用永久代来实现方法区时,实现是完全符合这种逻辑概念的;而在JDK8及之后,类变量则会随着Class对象一起存放在Java堆中,这时候“类变量在方法区”就完全是一种对逻辑概念的表述了。
解析
解析阶段是Java虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程。
其中解析过程在某些情况下可以在初始化阶段之后再开始,这是为了支持Java的动态绑定。
初始化
除了在加载阶段用户应用程序可以通过自定义类加载器的方式局部参与外,其余动作都完全由Java虚拟机来主导控制。直到初始化阶段,Java虚拟机才真正开始执行类中编写的Java程序代码,将主导权移交给应用程序。
进行准备阶段时,变量已经赋过一次系统要求的初始零值,而在初始化阶段,则会根据程序员通过程序编码制定的主观计划去初始化类变量和其他资源。初始化阶段就是执行类构造器()方法的过程。()并不是程序员在Java代码中直接编写的方法,它是Javac编译器的自动生成物。
()方法是由编译器自动收集类中的所有类变量的赋值动作和静态语句块(static{}块)中的语句合并产生的,编译器收集的顺序是由语句在源文件中出现的顺序决定的,静态语句块中只能访问到定义在静态语句块之前的变量,定义在它之后的变量,在前面的静态语句块可以赋值,但是不能访问。
接口中不可以使用静态语句块,但仍然有类变量初始化的赋值操作,接口与类一样都会生成()方法。接口与类不同的是,执行接口的()方法不需要先执行父接口的()方法。只有当父接口中定义的变量使用时,父接口才会初始化。
接口的实现类在初始化时也一样不会执行接口的()方法。虚拟机会保证一个类的()方法在多线程环境下被正确的加锁和同步,如果多个线程同时初始化一个类,只会有一个线程执行这个类的()方法,其它线程都会阻塞等待,直到活动线程执行()方法完毕。如果在一个类的()方法中有耗时的操作,就可能造成多个线程阻塞,在实际过程中此种阻塞很隐蔽。
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