Java-虚拟机-类加载(装载连接初始化)

原创

文天大人 2022-07-08 17:44:04 博主文章分类：Java ©著作权

文章标签 java tomcat 类加载器加载 文章分类 Java 后端开发

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三个大阶段
一：装载（三个小阶段）

1.装载：就是读取class文件的字节流，放到jvm中

二：连接（分动态和静态，静态很少使用，下面按顺序三步骤）

1.验证：校验字节的正确性
2.常量池解析：把符号引用替换为指针引用，就是将方法名和类名替换成Class对象的内存地址（类A里有类B，使用类A的时候，先判断A的常量池中是B的class对象，还是B的字符串表示，如果是字符串，则将其替换成Class对象的引用）
3.准备：给静态变量分配内存并且根据相应类型赋默认值（注意此处是默认值）

三：初始化：对静态变量赋指定值，同时执行静态代码块

下面将用代码阐述上述逐个过程

public class MyClass {

  public static final int a = 1;
  public int b = 2;

  public void m1() {
    m2();
  }

  public void m2() {

  }
}

一.1：将MyClass.class文件通过字节数组读到jvm中
一.2：校验这些字节是不是和jvm定义的一样，假设int在jvm中的机器码是8B，那么此时要校验int a是不是8B a
一.3：使int a=0；
二：在jvm中m1方法肯定不能直接调用m2方法，因为jvm不知道m2是个什么东西，m1调用的应该是m2方法开始的内存地址
三：使int a=1；

关于双亲委派模型
双亲委派存在的意义

1.java的沙箱安全机制，我们自己不能创建java.lang开头的java类
2.避免重复加载类

什么时候需要打破双亲委派

当需要同一个类，并且不同版本的时候
典型的例子就是tomcat的各种类加载器，tomcat实现了许多类加载器，主要目的就是为了实现使用相同名称但是版本又不相同的类

如何自定义类加载器

1.通常实现findclass，本质该方法也会调用loadClass
2.但是如果想打破双亲模型，则覆盖loadClass方法

Java的命名空间（对程序员是透明的，所以我们自己无法定义命名空间名称）
现在有自定义类加载器CL，有一个类A，类A中有一个属性类B，现new两个CL，一个叫CL1，一个叫CL2，它俩都加载类A，返回Class A对象叫Class1和Class2，那么此时Class1!=Class2，而Class1中的B.class也!=Class2中的B.class，由上述结论可知：不同的自定义类加载器，加载的类是相互隔离的，切这些加载的类中引用的类，也是相互隔离的，下面是本结论的代码验证

public class A {
  public B b = new B();
}

public class B {
  public void m() {
    System.out.println(this.getClass().getClassLoader());
  }
}

将A和B编译成class文件，放到桌面上，下面自定义类加载器

import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;

public class CL extends ClassLoader {

  @Override
  protected Class<?> findClass(String name) {
    byte[] data = null;
    // 本自定义类加载器只加载桌面上的class文件
    // 对name进行处理，如果name是com.aa.A，则nm=A
    // 如果name是com.abc.MyClass，则nm=MyClass
    String nm = 对name字符串处理;
    Path path = Paths.get("C:\\Users\\admin\\Desktop\\" + nm  + ".class");
    try {
      data = Files.readAllBytes(path);
    } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
    }
    return defineClass(name, data, 0, data.length);

  }
}

最后一个main方法

public static void main(String[] args) throws Exception {
    CL c1 = new CL();
    CL c2 = new CL();
    Class<?> clazz1 = c1.loadClass("A的全限定名");
    Class<?> clazz2 = c2.loadClass("A的全限定名");
    System.out.println(clazz1 == clazz2);//false
    Field field1 = clazz1.getField("b");
    Field field2 = clazz2.getField("b");
    Method m1 = field1.getType().getMethod("m");
    Object o1 = field1.get(clazz1.getConstructor().newInstance());

    Method m2 = field2.getType().getMethod("m");
    Object o2 = field2.get(clazz2.getConstructor().newInstance());

    m1.invoke(o1);// 值与下面不一样
    m2.invoke(o2);// 值与上面不一样
}

下面这行代码会打印出null

System.out.println(String.class.getClassLoader());

因为String属于rt包下，由启动类加载器加载（bootstrap classloader），而启动类加载器由c++实现，所以这行代码打印null，因为java中没有启动类加载器

方法区会存放以下类型信息
0.Class对象的引用
1.类型的全限定名
2.直接父类的全限定名（这样就可以找到父类，根据父类可以找到爷爷类）
3.类型标识（用来标识当前类型是类还是接口）
4.访问修饰符（public，abstract，final）
5.直接接口的全限定名列表（就是实现了哪些接口）
6.该类的常量池（字段信息+方法信息），可参考常量池的表现方式字段修饰符
字段类型
字段名
方法修饰符
方法返回值
方法名
方法参数的类型集合（按顺序）
方法的字节码
操作数栈和局部变量去大小
常量（其他类如果使用该常量，则其他类会将该常量复制到自己的常量池）
7.ClassLoader的引用（表示哪个类加载器加载的该类）