《Java高并发编程详解-多线程架构与设计》Java Classloader

摘自《Java高并发编程详解-多线程架构与设计》第九章 p144-p157
Java语言规范

文章目录

• 重点：
• 1.类加载的三个过程-简述
• 2. 类的主动使用和被动使用
• 主动使用的场景-new,反射,使用静态部分,子导致父初始化
• 被动使用
• 3. 类的加载过程详解
• 3.1 类的加载阶段
• 3.2 类的连接阶段
• 验证
• 元数据：确保class符合jvm规范。语义验证。
• 准备
• 解析
• 初始化
• 类加载过程实例剖析

重点：

1. 连接-准备阶段为静态变量赋初值，初始化阶段为静态变量赋代码值
2. 引起初始化阶段的6种情况（主动引用），静态变量/方法,new,反射,子类引起父类。
3. 被动引用，如静态常量。其值copy到被引用的类。
4. 类加载的三个阶段
5. 静态代码块可以对后面的静态变量赋值，但不能访问。
6. clinit线程安全

1.类加载的三个过程-简述

1. 加载阶段
   查找并加载class文件
   loadClass from somewhere -> getClassBytes and defineClass->return Class
   常见异常：ClassNotFoundException,NoClassDefFoundError

2. 连接阶段
   a. 验证
   确保类文件正确性。如class版本，魔数 CAFEBABE
   b. 准备-赋初始值
   为类的静态变量 分配内存，初始化【默认值】。
   c. 解析
   将类中符号引用转为直接引用。
   如引用了其他类， 则其他类先要经历类的所有加载过程。

3. 初始化阶段 <clinit>()-赋代码值
   class initailze为类的静态变量赋予正确的值（代码编写时指定的值）

2. 类的主动使用和被动使用

JVM虚拟机规定，类和接口被java程序首次主动使用才会对其进行初始化。

主动使用的场景-new,反射,使用静态部分,子导致父初始化

1. new
2. 访问类的静态变量
3. 访问类的静态方法
4. 对类进行反射操作 。 如 Class.forName(“xx”); 参考java.sql.driver初始化驱动时调用DriverManager注册driver。ps:ClassLoader.loadClass不会触发【连接-初始化阶段】，只会触发【加载阶段】。
5. 初始化子类导致父类的初始化
   同理， 调用子类的静态变量会导致父类的初始化。

6. 启动类：执行main锁在的类会导致该类的初始化

除了上述6种，其他的都为被动使用，不会导致类的【加载】和【初始化】。

被动使用

1. 引用类的静态常量
   ps:静态常量会在编译期间被计算出来copy到其他类，可使用javap查看class文件

2. 声明数组

3. 类的加载过程详解

例子

3.1 类的加载阶段

关键：1.得到class对应的二进制流（不限方式）2.defineClass

类的加载最终产物是堆内存中的class对象，对于同一个classLoader，不管加载多少次，对应到堆内存中的class是同一个(from cache)。
所以可以使用不同的classLoader加载同名的不同类

虚拟机规范规定类的加载是通过全限定名（包名+类名）来获取二进制数据流。
调用loadClass->findClass->getClassBytes+defineClass

常见的是class二进制文件形式，但可以是以下：

1. 运行时动态生成，如ASM ，jdk动态代理，CGLIB
2. 网络获取
3. 读取zip获得类的二进制字节流，如war，jar。
   war,jar使用的是和zip一样的压缩算法。
4. 将类的二进制文件储存在数据库的BLOB字段类型中。
5. 运行时生成class文件，并动态加载，如Thrift/AVRO可以在运行时将schema文件生成对应的class文件再加载。

3.2 类的连接阶段

验证

文件格式：确保类文件正确性。如class版本，魔数 CAFEBABE,MD5比对（class末尾）等。

元数据：确保class符合jvm规范。语义验证。

字节码:…
符号引用:…

准备

为类的静态变量 分配内存，初始化默认值。
如 static int a = 10; 在【准备阶段】a是0而不是10。
如final static int b = 10; 注意，final static变量是【被动引用】，在编译期间即直接赋予了10；

解析

将类中符号引用转为直接引用。
在常量池中寻找类、接口、字段、方法的符号引用，将其替换成直接引用。

初始化

()保证顺序，对后面的静态变量只能赋值不能访问

类加载过程实例剖析

发布于2019年7月14日 20:24:54