前言

星期五了，今天懒洋洋的，醒很早但赖床不想起，每天磨磨蹭蹭！嗷呜~

它是一堆代码，我是一堆细胞

人家那是艺术代码，我是一身细菌细胞

一关机就消失的电子蝴蝶

一抹杀就死亡的碳基生物

嗯，超厉害！艺术创作脑洞极大，严谨又神秘，真想问问是如何写出这么优秀的文字，如何才能正确有效的学习，如何才能理解这些晦涩难懂的文字概念？一直在路上，一直在迷茫，是思考太少，不够细致？害！危险危险~

学而不思则罔，思而不学则殆

正文

JVM 类加载机制

JVM 类加载机制分为五个部分\步骤：加载，验证，准备，解析，初始化。

加载

查找和导入类的二进制数据。这个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入口。注意：这里不一定非得要从一个 Class 文件获取。获取方式：

  • 从本地系统中直接加载。
  • 从zip包中获取，这就是以后jar、ear、war格式的基础。
  • 从网络中获取，典型应用就是Applet。
  • 运行时计算生成，典型应用就是动态代理技术。
  • 由其他文件生成，典型应用就是JSP，即由JSP生成对应的.class文件。
  • 从数据库中读取，这种场景比较少见。

预加载：
虚拟机启动时加载，
加载的是JAVA_HOME/lib/下的rt.jar下的.class文件，
这个jar里面的内容是程序必须用到的，
类似java.lang.*、java.util.*、java.io.*等等，随着虚拟机一起加载。

可以尝试写一个空的main函数，
设置虚拟机参数为"-XX:+TraceClassLoading"
简单运行一下来获取类加载信息。

运行时加载：
虚拟机在用到一个.class文件的时候，
会先去内存中查看一下这个.class文件有没有被加载，
如果没有，就会按照类的全限定名来加载这个类。

验证

确保导入的类信息符合JVM的要求。不会危害虚拟机自身的安全，也是为了确保 Class 文件的字节流中包含的信息符合当前虚拟机的要求。

  • 文件格式验证：验证字节流是否符合Class文件格式的规范。例如：是否以0xCAFEBABE开头、主次版本号是否在当前虚拟机的处理范围之内、常量池中的常量是否有不被支持的类型。
  • 元数据验证：对字节码描述的信息进行语义分析（注意：对比javac编译阶段的语义分析），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，除了java.lang.Object之外。
  • 字节码验证：通过数据流和控制流分析，确定程序语义是合法的、符合逻辑的。
  • 符号引用验证：确保解析动作能正确执行。

准备

给类分配内存，并初始化静态变量。在方法区中分配这些变量所使用的内存空间。注意：这里所说的初始值概念，比如一个类变量定义为：

public static int v = 8080;

实际上变量 v 在准备阶段过后的初始值为 0 而不是 8080，将 v 赋值为 8080 的 put static 指令是程序被编译后，存放于类构造器<client>方法之中。但是注意如果声明为：

public static final int v = 8080;

在编译阶段会为 v 生成 ConstantValue 属性，在准备阶段虚拟机会根据 ConstantValue 属性将 v 赋值为 8080。

解析

将符号引用转为直接引用。是指虚拟机将常量池中的符号引用替换为直接引用的过程。

符号引用

符号引用与虚拟机实现的布局无关，引用的目标并不一定要已经加载到内存中。各种虚拟机实现的内存布局可以各不相同，但是它们能接受的符号引用必须是一致的，因为符号引用的字面量形式明确定义在 Java 虚拟机规范的 Class 文件格式中。

符号引用就是 class 文件中 的：CONSTANT_Class_info、CONSTANT_Field_info、CONSTANT_Method_info 等类型的常量。

直接引用

直接引用可以是指向目标的指针，相对偏移量或是一个能间接定位到目标的句柄。如果有了直接引用，那引用的目标必定已经在内存中存在。

初始化

调用类的<clinit>方法，执行静态代码块及静态变量初始化操作。

类构造器<client>

<client>方法是由编译器自动收集类中的类变量的赋值操作 和 静态语句块中的语句合并而成的。虚拟机会保证子<client>方法执行之前，父类的<client>方法已经执行完毕，如果一个类中没有对静态变量赋值也没有静态语句块，那么编译器可以不为这个类生成<client>()方法。

注意：以下几种情况不会执行类初始化：

  1. 通过子类引用父类的静态字段，只会触发父类的初始化，而不会触发子类的初始化。
  2. 定义对象数组，不会触发该类的初始化。
  3. 常量在编译期间会存入调用类的常量池中，本质上并没有直接引用定义常量的类，不会触发定义常量所在的类。
  4. 通过类名获取 Class 对象，不会触发类的初始化。
  5. 通过 Class.forName 加载指定类时，如果指定参数 initialize 为 false 时，也不会触发类初始化，其实这个参数是告诉虚拟机，是否要对类进行初始化。
  6. 通过 ClassLoader 默认的 loadClass 方法，也不会触发初始化动作。

完整的生命周期

加载（Loading）、验证（Verification）、准备（Preparation）、解析（Resolution）、初始化（Initiallization）、 使用（Using）和 卸载（Unloading）这7个阶段。其中验证、准备、解析3个部分统称为连接（Linking）。

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