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JVM 的…一、概述
JVMJava Virtual Machine在运行 Java 程序时需要将 .class 字节码文件加载到内存中并转换成可以被 JVM 执行的数据结构这一过程就是 类加载过程Class Loading Process。
JVM 的类加载机制具备高度灵活性与可扩展性支持自定义类加载器且类的生命周期分为以下几个阶段
二、类的生命周期阶段
加载Loading验证Verification准备Preparation解析Resolution初始化Initialization可选使用Using可选卸载Unloading前五个阶段属于 类加载的过程使用和卸载属于类的生命周期的后期阶段。三、类加载的五个阶段详解
1. 加载Loading
作用
将 .class 文件的字节码从磁盘或网络加载到 JVM 内存中并生成一个 Class 对象。
步骤
通过类的全限定名查找 .class 文件。读取字节流。将字节流转换成内存中的数据结构。创建 java.lang.Class 类的实例。
说明
使用 类加载器ClassLoader 完成。可以自定义类加载器实现特殊的加载逻辑。2. 验证Verification
作用
确保字节码文件的正确性与安全性不会破坏 JVM 的稳定性。
主要检查
文件格式验证魔数、版本号等元数据验证类结构正确性字节码验证操作码合法性、栈操作正确性符号引用验证类和方法是否存在3. 准备Preparation
作用
为类的 静态变量 分配内存并初始化默认值不包括静态代码块和显式赋值。
特点
所有静态变量初始化为零值数值为0对象为nullboolean为false。不执行任何 Java 代码。这一步只是内存分配与默认值初始化。
示例
public class Demo {static int a 10;
}在准备阶段a 的值是 0真正赋值为 10 的过程发生在 初始化阶段。4. 解析Resolution
作用
将常量池中的 符号引用 转换为 直接引用。
解析内容
类或接口的符号引用 → 直接引用字段符号引用 → 直接引用方法符号引用 → 直接引用接口方法引用 → 直接引用
说明
并非必须立即解析可在运行时动态解析延迟解析。也可由 JVM 实现决定是否在加载时解析。5. 初始化Initialization
作用
执行类构造器 clinit() 方法对静态变量进行显式赋值和执行静态代码块。
执行条件
创建类的实例访问类的静态变量或静态方法反射调用 Class.forName()初始化类的子类时其父类会被先初始化JVM 启动时指定的主类含 main 方法
注意
每个类只会初始化一次。父类先于子类初始化。四、类加载器ClassLoader
类加载器的类型名称说明Bootstrap ClassLoader启动类加载器加载 java.* 核心类库由 C 实现非 Java 类Extension ClassLoader扩展类加载器加载 ext 目录下的类如 jre/lib/extApplication ClassLoader系统类加载器加载应用类路径classpath下的类自定义类加载器用户可以继承 ClassLoader 实现自己的加载逻辑双亲委派模型Parent Delegation Model
工作流程
当前类加载器收到加载请求。委派给父类加载器。父类加载器继续向上委托直到 Bootstrap ClassLoader。若父加载器无法加载再由当前加载器尝试加载。
优点
避免类的重复加载。保证核心类安全性如 java.lang.String 永远由启动类加载器加载。五、类的卸载Unloading
条件
该类的 Class 对象没有任何引用。加载该类的类加载器没有任何引用。JVM 才能卸载该类。
说明
卸载的前提是类加载器无引用通常发生在动态部署的模块或插件系统中。主动卸载需要结合自定义类加载器。六、类加载过程图解┌────────────┐│ .class 文件 │└────┬───────┘↓┌────────────┐│ 加载 Loading│└────┬───────┘↓┌───────────────────┐│ 验证 Verification │└────┬──────────────┘↓┌────────────────┐│ 准备 Preparation│└────┬───────────┘↓┌──────────────┐│ 解析 Resolution│└────┬─────────┘↓┌─────────────────────┐│ 初始化 Initialization│└─────────────────────┘
