作者：六脈神劍

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JVM總體概述

JVM總體上是由

• 類裝載子系統(tǒng)(ClassLoader)
• 運行時數(shù)據(jù)區(qū)
• 執(zhí)行引擎
• 內(nèi)存回收
• 類文件結(jié)構(gòu)

以上5個部分組成，每一個都是非常重要的，如果你要了解JVM，要學(xué)習(xí)JVM調(diào)優(yōu)，那么只能是一個個去把他們啃了

什么是類加載機制

書上的原話：

虛擬機把描述類的數(shù)據(jù)從Class文件加載到內(nèi)存，并對這些數(shù)據(jù)進行校驗，轉(zhuǎn)換 解析和初始化，最終形成可以被虛擬機直接使用的Java類型，這就是虛擬機的類加載機制

類加載的時機

類從被加載到虛擬機內(nèi)存中開始，到卸載出內(nèi)存為止，它的生命周期包括

• 加載
• 驗證
• 準(zhǔn)備
• 解析
• 初始化
• 使用
• 卸載

總共是7個階段

理解類加載三個字

首先 類 是指的.Class文件類，那么怎么生成這個文件呢？

• Java代碼編譯
• 原本就是.Class 文件
• 動態(tài)代理生成

等等 還有很多

那么 加載 這2個字應(yīng)該怎么理解呢 大家可以看下圖

本地的.Class文件通過類加載器加載到JVM內(nèi)存中的方法區(qū)里面，然后通過這個對象來訪問數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)

通過一個類的全限定名來獲取定義此類的二進制字節(jié)流

將這個字節(jié)流代表的靜態(tài)存儲結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化成方法區(qū)的二進制字節(jié)流

再內(nèi)存的方法區(qū)生成這個類的Java.lang.Class對象，作為這個類各個數(shù)據(jù)訪問的入口

五種必須初始化的情況

Java并沒用規(guī)定生命時候進行類加載的第一階段，但是對于初始化階段，虛擬機有嚴(yán)格的規(guī)范

• 遇到new 關(guān)鍵字的時候
• 使用reflect包的方法的時候
• 當(dāng)初始化一個類的時候發(fā)現(xiàn)父類還沒初始化，必須先初始化父類
• 當(dāng)虛擬機啟動的時候，加載main方法的類
• 當(dāng)使用1.7的動態(tài)語言支持的時候(這塊沒有接觸過，有沒有大佬懂的)

驗證階段

分為以下幾種樣裝情況

• 文件格式的驗證，驗證當(dāng)前字節(jié)流是否能被JVM識別
• 元數(shù)據(jù)的驗證，驗證它的父類，它的繼承，是否是抽象類等
• 字節(jié)碼驗證，驗證邏輯是否合理
• 符合引用的驗證 驗證是否能通過生成的Class對象找到對應(yīng)的數(shù)據(jù)

準(zhǔn)備階段

準(zhǔn)備階段是正式為類變量分配內(nèi)存并設(shè)置類變量初始值的階段，這些內(nèi)存都將在方法區(qū)中分配。對于該階段有以下幾點需要注意：

1、這時候進行內(nèi)存分配的僅包括類變量(static)，而不包括實例變量，實例變量會在對象實例化時隨著對象一塊分配在Java堆中。

2、這里所設(shè)置的初始值通常情況下是數(shù)據(jù)類型默認(rèn)的零值(如0、0L、null、false等)，而不是被在Java代碼中被顯式地賦予的值。

假設(shè)一個類變量的定義為：

public static int value = 3；

那么變量value在準(zhǔn)備階段過后的初始值為0，而不是3，因為這時候尚未開始執(zhí)行任何Java方法，而把value賦值為3的putstatic指令是在程序編譯后，存放于類構(gòu)造器()方法之中的，所以把value賦值為3的動作將在初始化階段才會執(zhí)行。

下表列出了Java中所有基本數(shù)據(jù)類型以及reference類型的默認(rèn)零值：

這里還需要注意如下幾點：

• 對基本數(shù)據(jù)類型來說，對于類變量(static)和全局變量，如果不顯式地對其賦值而直接使用，則系統(tǒng)會為其賦予默認(rèn)的零值，而- 對于局部變量來說，在使用前必須顯式地為其賦值，否則編譯時不通過。
• 對于同時被static和final修飾的常量，必須在聲明的時候就為其顯式地賦值，否則編譯時不通過；而只被final修飾的常量則既可以在聲明時顯式地為其賦值，也可以在類初始化時顯式地為其賦值，總之，在使用前必須為其顯式地賦值，系統(tǒng)不會為其賦予默認(rèn)零值。
• 對于引用數(shù)據(jù)類型reference來說，如數(shù)組引用、對象引用等，如果沒有對其進行顯式地賦值而直接使用，系統(tǒng)都會為其賦予默認(rèn)的零值，即null。
• 如果在數(shù)組初始化時沒有對數(shù)組中的各元素賦值，那么其中的元素將根據(jù)對應(yīng)的數(shù)據(jù)類型而被賦予默認(rèn)的零值。

如果類字段的字段屬性表中存在ConstantValue屬性，即同時被final和static修飾，那么在準(zhǔn)備階段變量value就會被初始化為ConstValue屬性所指定的值。

解析階段

解析階段是虛擬機將常量池內(nèi)的符號引用替換為直接引用的過程 ##初始化階段 到了初始化階段，才真正開始執(zhí)行類中定義的Java代碼

類加載器

站在Java虛擬機的角度來講，只存在兩種不同的類加載器：

• 啟動類加載器：它使用C++實現(xiàn)(這里僅限于Hotspot，也就是JDK1.5之后默認(rèn)的虛擬機，有很多其他的虛擬機是用Java語言實現(xiàn)的)，是虛擬機自身的一部分。
• 所有其他的類加載器：這些類加載器都由Java語言實現(xiàn)，獨立于虛擬機之外，并且全部繼承自抽象類java.lang.ClassLoader，這些類加載器需要由啟動類加載器加載到內(nèi)存中之后才能去加載其他的類。

站在Java開發(fā)人員的角度來看，類加載器可以大致劃分為以下四類：

• 啟動類加載器 (C實現(xiàn))
• 擴展類加載器 (ClassLoader)
• 應(yīng)用程序加載器 (ClassLoader)
• 自定義加載器 (ClassLoader)

這幾種類加載器的層次關(guān)系如下圖所示：

雙親委派模型

類加載器之間的這種層次關(guān)系叫做雙親委派模型。 雙親委派模型要求除了頂層的啟動類加載器(Bootstrap ClassLoader)外，其余的類加載器都應(yīng)當(dāng)有自己的父類加載器。這里的類加載器之間的父子關(guān)系一般不是以繼承關(guān)系實現(xiàn)的，而是用組合實現(xiàn)的。

雙親委派模型的工作過程

由我來概況就是 八個字 向上檢查，從下加載 如果一個類接受到類加載請求，他自己不會去加載這個請求，而是將這個類加載請求委派給父類加載器，這樣一層一層傳送，直到到達啟動類加載器(Bootstrap ClassLoader)。 只有當(dāng)父類加載器無法加載這個請求時，子加載器才會嘗試自己去加載。

雙親委派模型的代碼實現(xiàn)

雙親委派模型的代碼實現(xiàn)集中在java.lang.ClassLoader的loadClass()方法當(dāng)中。

• 首先檢查類是否被加載，沒有則調(diào)用父類加載器的loadClass()方法；
• 若父類加載器為空，則默認(rèn)使用啟動類加載器作為父加載器；
• 若父類加載失敗，拋出ClassNotFoundException 異常后，再調(diào)用自己的findClass() 方法。 loadClass源代碼如下：

protected synchronized Class> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException { //1 首先檢查類是否被加載 Class c = findLoadedClass(name); if (c == null) { try { if (parent != null) { //2 沒有則調(diào)用父類加載器的loadClass()方法； c = parent.loadClass(name, false); } else { //3 若父類加載器為空，則默認(rèn)使用啟動類加載器作為父加載器； c = findBootstrapClass0(name); } } catch (ClassNotFoundException e) { //4 若父類加載失敗，拋出ClassNotFoundException 異常后，這個方法就是加載的核心代碼 c = findClass(name); } } if (resolve) { //5 再調(diào)用自己的findClass() 方法。 resolveClass(c); } return c;}

自定義類加載器

class NetworkClassLoader extends ClassLoader { * String host; * int port; * * public Class findClass(String name) { * byte[] b = loadClassData(name); * return defineClass(name, b, 0, b.length); * } * private byte[] loadClassData(String name) { // load the class data from the connection . . . } }

這個就是官方的例子

破環(huán)雙親委派

雙親委派模型很好的解決了各個類加載器加載基礎(chǔ)類的統(tǒng)一性問題。即越基礎(chǔ)的類由越上層的加載器進行加載。 若加載的基礎(chǔ)類中需要回調(diào)用戶代碼，而這時頂層的類加載器無法識別這些用戶代碼，怎么辦呢？這時就需要破壞雙親委派模型了。

java默認(rèn)的線程上下文類加載器是系統(tǒng)類加載器(AppClassLoader).

// Now create the class loader to use to launch the application try { loader = AppClassLoader.getAppClassLoader(extcl); } catch (IOException e) { throw new InternalError( "Could not create application class loader" ); } // Also set the context class loader for the primordial thread. Thread.currentThread().setContextClassLoader(loader);

以上代碼摘自sun.misc.Launch的無參構(gòu)造函數(shù)Launch()。

使用線程上下文類加載器,可以在執(zhí)行線程中,拋棄雙親委派加載鏈模式,使用線程上下文里的類加載器加載類.

典型的例子有,通過線程上下文來加載第三方庫jndi實現(xiàn),而不依賴于雙親委派.

大部分java app服務(wù)器(jboss, tomcat..)也是采用contextClassLoader來處理web服務(wù)。

結(jié)尾

今天把類加載機制好好講了一下，這樣大家就更加的熟悉了內(nèi)的加載過程，對于Java開發(fā)是有好處的

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的怎么加载文件_Java虚拟机从入门到入土之JVM的类加载机制的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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