SmartRefreshLayout加载更多用法进行加载

转载

jack 2024-03-07 22:04:02

文章标签 java 开发语言后端类加载器加载 文章分类 架构后端开发

参考：https://zhuanlan.zhihu.com/p/111809384

类加载的机制及过程

程序主动使用某个类时，如果该类还未被加载到内存中，则JVM会通过加载、连接、初始化3个步骤来对该类进行初始化。如果没有意外，JVM将会连续完成3个步骤，所以有时也把这个3个步骤统称为类加载或类初始化。

SmartRefreshLayout加载更多用法进行加载_java

1、加载

加载指的是将类的class文件读入到内存，并将这些静态数据转换成方法区中的运行时数据
结构，并在堆中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为方法区类数据的访问入口，这个过程需要类加载器参与。
Java类加载器由JVM提供，是所有程序运行的基础，JVM提供的这些类加载器通常被称为系统类加载器。除此之外，开发者可以通过继承ClassLoader基类来创建自己的类加载器。
类加载器，可以从不同来源加载类的二进制数据，比如：本地Class文件、Jar包Class文件、网络Class文件等等等。
类加载的最终产物就是位于堆中的Class对象（注意不是目标类对象），该对象封装了类在方法区中的数据结构，并且向用户提供了访问方法区数据结构的接口，即Java反射的接口

2、连接过程

当类被加载之后，系统为之生成一个对应的Class对象，接着将会进入连接阶段，连接阶段负责把类的二进制数据合并到JRE中（意思就是将java类的二进制代码合并到JVM的运行状态之中）。类连接又可分为如下3个阶段。
验证：确保加载的类信息符合JVM规范，没有安全方面的问题。主要验证是否符合Class文件格式规范，并且是否能被当前的虚拟机加载处理。
准备：正式为类变量（static变量）分配内存并设置类变量初始值的阶段，这些内存都将在方法区中进行分配
解析：虚拟机常量池的符号引用替换为字节引用过程

3、初始化

初始化阶段是执行类构造器()
方法的过程。类构造器()方法是由编译器自动收藏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，代码从上往下执行。
当初始化一个类的时候，如果发现其父类还没有进行过初始化，则需要先触发其父类的初始化
虚拟机会保证一个类的() 方法在多线程环境中被正确加锁和同步
总结就是：初始化是为类的静态变量赋予正确的初始值

类加载器的介绍

启动（Bootstrap）类加载器
扩展（Extension）类加载器
系统类加载器
自定义加载器

SmartRefreshLayout加载更多用法进行加载_类加载器_02

1、根类加载器（bootstrap class loader）
它用来加载 Java 的核心类，是用原生代码来实现的，并不继承自 java.lang.ClassLoader（负责加载$JAVA_HOME中jre/lib/rt.jar里所有的class，由C++实现，不是ClassLoader子类）。由于引导类加载器涉及到虚拟机本地实现细节，开发者无法直接获取到启动类加载器的引用，所以不允许直接通过引用进行操作。

2 扩展类加载器（extensions class loader）
扩展类加载器是指Sun公司(已被Oracle收购)实现的sun.misc.Launcher$ExtClassLoader类，由Java语言实现的，是Launcher的静态内部类，它负责加载<JAVA_HOME>/lib/ext目录下或者由系统变量-Djava.ext.dir指定位路径中的类库，开发者可以直接使用标准扩展类加载器。

3 系统类加载器（system class loader）
被称为系统（也称为应用）类加载器，它负责在JVM启动时加载来自Java命令的-classpath选项、java.class.path系统属性，或者CLASSPATH换将变量所指定的JAR包和类路径。程序可以通过ClassLoader的静态方法getSystemClassLoader()来获取系统类加载器。如果没有特别指定，则用户自定义的类加载器都以此类加载器作为父加载器。由Java语言实现，父类加载器为ExtClassLoader。（Java虚拟机采用的是双亲委派模式即把请求交由父类处理，它一种任务委派模式，）

类加载器加载Class大致要经过如下8个步骤：

检测此Class是否载入过，即在缓冲区中是否有此Class，如果有直接进入第8步，否则进入第2步。
如果没有父类加载器，则要么Parent是根类加载器，要么本身就是根类加载器，则跳到第4步，如果父类加载器存在，则进入第3步。
请求使用父类加载器去载入目标类，如果载入成功则跳至第8步，否则接着执行第5步。
请求使用根类加载器去载入目标类，如果载入成功则跳至第8步，否则跳至第7步。
当前类加载器尝试寻找Class文件，如果找到则执行第6步，如果找不到则执行第7步。
从文件中载入Class，成功后跳至第8步。
抛出ClassNotFountException异常。
返回对应的java.lang.Class对象

7.3 理解双亲委派模式

双亲委派机制，其工作原理的是，如果一个类加载器收到了类加载请求，它并不会自己先去加载，而是把这个请求委托给父类的加载器去执行，如果父类加载器还存在其父类加载器，则进一步向上委托，依次递归，请求最终将到达顶层的启动类加载器，如果父类加载器可以完成类加载任务，就成功返回，倘若父类加载器无法完成此加载任务，子加载器才会尝试自己去加载，这就是双亲委派模式，即每个儿子都很懒，每次有活就丢给父亲去干，直到父亲说这件事我也干不了时，儿子自己才想办法去完成。

SmartRefreshLayout加载更多用法进行加载_后端_03

双亲委派机制的优势：采用双亲委派模式的是好处是Java类随着它的类加载器一起具备了一种带有优先级的层次关系，通过这种层级关可以避免类的重复加载，当父亲已经加载了该类时，就没有必要子ClassLoader再加载一次。其次是考虑到安全因素，java核心api中定义类型不会被随意替换，假设通过网络传递一个名为java.lang.Integer的类，通过双亲委托模式传递到启动类加载器，而启动类加载器在核心Java API发现这个名字的类，发现该类已被加载，并不会重新加载网络传递的过来的java.lang.Integer，而直接返回已加载过的Integer.class，这样便可以防止核心API库被随意篡改。

类加载器间的关系
我们进一步了解类加载器间的关系(并非指继承关系)，主要可以分为以下4点
启动类加载器，由C++实现，没有父类。
拓展类加载器(ExtClassLoader)，由Java语言实现，父类加载器为null
系统类加载器(AppClassLoader)，由Java语言实现，父类加载器为ExtClassLoader
自定义类加载器，父类加载器肯定为AppClassLoader。

提高：类加载后就进行main方法的调用了：

main方法是学习java的开始，也是程序的入口，不过你有多少个类或程序，线程，他们的入口方法都是main()
main方法是一个静态的方法，所以这个方法是属于类的，而不是对象的；在 main() 方法中，参数类型是 “String[] args”, 意味着在启动Java应用的同时，传递一个 String 类型的数组来定制化应用的初始化属性。
执行过程：

现在的问题是：JVM是如何加载类，又是如何调用 main() 方法的？我们简单地总结一下整个流程： 1. load(装载)：把编译生成的 .class 文件读入到JVM中，存放在内存中。

link(链接)：合并读入内存的 .class 文件，解析文件之间的引用关系。该过程进一步分成：verification(验证),preparation(预处理),可选的resolution(解析)。验证确保读入的 .class 文件是符合规范标准。预处理主要的作用是分配存储所需的内存空间。解析是负责解析 .class 文件之中的符号引用。
initialize the class(初始化类)：把类(class)的变量初始化到一个合适的状态。
executed the main method(执行main方法)

实际上，装载的工作是由Java的类加载器完成的。当JVM启动的时候，会同时启动三个类加载器。

Bootstrap class loader(根加载器):负责加载位于 “/jre/lib” 目录下的核心Java类库。该根加载器是JVM核心的一部分，而且是使用本地语言(C/C++)实现的。
Extensions class loader(扩展加载器):负责加载位于 “/jar/lib/ext” 等目录下的扩展Java类库。
System class loader(系统加载器):负责加载位于 CLASSPATH 路径中的Java类。

所以，我们的 HelloWorld 类是被系统加载器加载的。在该类的 main() 方法被执行之前，它会首先完成装载、链接、初始化其他被依赖类等工作。

最后，包含 main() 方法的栈帧会被推入到JVM的 “mian” 线程所在的栈中，同时，程序计数器也已经被设置妥当。随后，被调用的 println() 方法又会生成一个栈帧被推入到 “main” 线程所在的栈中。当 main() 方法执行完毕，整个的栈会被销毁，整个的应用也就正常结束了。

栈堆方法区：

1、虚拟机栈：

每个线程有一个私有的栈，随着线程的创建而创建。栈里面存着的是一种叫“栈帧”的东西，每个方法会创建一个栈帧，栈帧中存放了局部变量表（基本数据类型和对象引用）、操作数栈、方法出口等信息。栈的大小可以固定也可以动态扩展。当栈调用深度大于JVM所允许的范围，会抛出StackOverflowError的错误，不过这个深度范围不是一个恒定的值，我们通过下面这段程序可以测试一下这个结果：

package com.example.dtest.jvm.stackzhan;

public class StackErrorMock {

    private static int index = 1;

    public void call(){
        index++;
        //递归调用方法，如没有结束条件，将导致栈疯狂创建栈帧
        call();
    }

    public static void main(String[] args) {
        StackErrorMock stackErrorMock = new StackErrorMock();
        try {
            stackErrorMock.call();
        }catch (Throwable e){
            System.out.println("Stack deep : "+index);
            e.printStackTrace();
        }

    }

}

SmartRefreshLayout加载更多用法进行加载_开发语言_04

SmartRefreshLayout加载更多用法进行加载_后端_05

虚拟机栈除了上述错误外，还有另一种错误，那就是当申请不到空间时，会抛出 OutOfMemoryError。这里有一个小细节需要注意，catch 捕获的是 Throwable，而不是 Exception。因为 StackOverflowError 和 OutOfMemoryError 都不属于 Exception 的子类。

2、本地方法栈：

这部分主要与虚拟机用到的 Native 方法相关，一般情况下， Java 应用程序员并不需要关心这部分的内容。

3、PC 寄存器：

PC 寄存器，也叫程序计数器。JVM支持多个线程同时运行，每个线程都有自己的程序计数器。倘若当前执行的是 JVM 的方法，则该寄存器中保存当前执行指令的地址；倘若执行的是native 方法，则PC寄存器中为空。

4、堆

堆内存是 JVM 所有线程共享的部分，在虚拟机启动的时候就已经创建。所有的对象和数组都在堆上进行分配。这部分空间可通过 GC 进行回收。当申请不到空间时会抛出 OutOfMemoryError。下面我们简单的模拟一个堆内存溢出的情况：

package com.example.dtest.jvm.heap;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class HeapDomMock {

    public static void main(String[] args) {

        List<byte[]> list = new ArrayList<>();
        int i = 0;
        boolean flag = true;
        while (flag){
            try {
                i++;
                list.add(new byte[1024 * 1024]);//每次增加一个1M大小的数组对象
            }catch (Throwable e){
                e.printStackTrace();
                flag = false;
                System.out.println("count="+i);//记录运行的次数
            }
        }


    }

}

SmartRefreshLayout加载更多用法进行加载_加载_06

5、方法区:

1.又叫静态区，跟堆一样，被所有的线程共享。方法区包含所有的class和static变量。

2.方法区中包含的都是在整个程序中永远唯一的元素，如class，static变量。

原理图：加载-连接-初始化

1、加载：
类加载图：

SmartRefreshLayout加载更多用法进行加载_类加载器_07

java常量池的变动：

SmartRefreshLayout加载更多用法进行加载_java_08

**
Java6和6之前，常量池是存放在方法区（永久代）中的。
Java7，将常量池是存放到了堆中。
Java8之后，取消了整个永久代区域，取而代之的是元空间。运行时常量池和静态常量池存放在元空间中，而字符串常量池依然存放在堆中。

2、连接：
连接过程
当类被加载之后，系统为之生成一个对应的Class对象，接着将会进入连接阶段，连接阶段负责把类的二进制数据合并到JRE中（意思就是将java类的二进制代码合并到JVM的运行状态之中）。类连接又可分为如下3个阶段。
验证：确保加载的类信息符合JVM规范，没有安全方面的问题。主要验证是否符合Class文件格式规范，并且是否能被当前的虚拟机加载处理。

准备：正式为类变量（static变量）分配内存并设置类变量初始值的阶段，这些内存都将在方法区中进行分配

解析：虚拟机常量池的符号引用替换为字节引用过程

SmartRefreshLayout加载更多用法进行加载_类加载器_09