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JVM的类加载器

article 2025/2/14 0:54:14

什么是类加载器？

类加载器：JVM只会运行二进制文件，类加载器的作用就是将字节码文件加载到JVM中，从而Java

程序能够启动起来。

类加载器有哪些？

启动类加载器(BootStrap ClassLoader):加载JAVA HOME/jre/lib目录下的库

扩展类加载器(ExtClassLoader):主要加载JAVA HOME/jre/lib/ext目录中的类

应用类加载器(AppClassLoader):用于加载classPath下的类。是默认的类加载器，一般来说，java

应用的类都是由该加载器加载的。

在java的日常应用开发中，类的加载基本上都是由这三种加载器互相配合完成加载的。

自定义类加载器(CustomizeClassLoader):自定义类继承ClassLoader，实现自定义类加载规则。

什么是双亲委派模型？

加载某一个类，先委托上一级的加载器进行加载，如果上级加载器也有上级，则会继续向上委托

如果该类委托上级没有被加载，子加载器尝试加载该类

举例

在加载Student类时，应用类加载器会委派扩展类加载器，扩展类加载器会委派启动类加载器，启动类加载器不会加载，扩展类不会加载，然后应用类加载器加载Student类

JVM为什么会采用双亲委派机制?

(1)通过双亲委派机制可以避免某一个类被重复加载，当父类已经加载后则无需重复加载，保证唯

一性。

(2)为了安全，保证类库API不会被修改

例子

类装载的执行过程

类从加载到虚拟机中开始，直到卸载为止，它的整个生命周期包括了:加载、验证、准备、解析、初始化、使用和卸载这7个阶段。其中，验证、准备和解析这三个部分统称为连接(linking)

加载阶段：

通过类的全名，获取类的二进制数据流。
解析类的二进制数据流为方法区内的数据结构(Java类模型)
创建java.lang.Class类的实例，表示该类型。作为方法区这个类的各种数据的访问入口

验证阶段：验证类是否符合JVM的规范，安全性检查

准备阶段：为类变量分配内存并设置类变量的初始值

static变量，分配空间在准备阶段完成(设置默认值)，赋值在初始化阶段完成
static变量是final的基本类型，以及字符串常量，值已确定，赋值在准备阶段完成
static变量是final的引用类型，那么赋值也会在初始化阶段完成

例子

变量b分配空间在准备阶段完成(设置默认值0)，赋值在初始化阶段完成 b=10

变量c 和变量d 值已确定，赋值在准备阶段完成

变量obj 赋值也会在初始化阶段完成

解析阶段：把类中的符号引用转换为直接引用

符号引用和直接引用的例子

比如:方法中调用了其他方法，方法名可以理解为符号引用，而直接引用就是使用指针直接指向方法

初始化阶段：对类的静态变量，静态代码块执行初始化操作

如果初始化一个类的时候，其父类尚未初始化，则优先初始化其父类
如果同时包含多个静态变量和静态代码块，则按照自上而下的顺序依次执行。

案例：

public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 首次访问这个类的静态变量或静态方法时
        System.out.println(Animal.num);
        // 2. 子类初始化，如果父类还没初始化，会引发父类先初始化
        System.out.println(Cat.sex);
        // 3. 子类访问父类静态变量，只触发父类初始化
        System.out.println(Cat.num);
    }
}

class Animal {
    static int num = 55;
    static {
        System.out.println("Animal 静态代码块...");
    }
}

class Cat extends Animal {
    static boolean sex = false;
    static {
        System.out.println("Cat 静态代码块...1");
    }
    static {
        System.out.println("Cat 静态代码块...2");
    }
}

1.访问父类的变量

执行结果

2.访问子类的变量

3.子类访问父类的静态变量

使用阶段：

JVM 开始从入口方法开始执行用户的程序代码
调用静态类成员信息(比如:静态字段、静态方法)
使用new关键字为其创建对象实例

卸载阶段：当用户程序执行完毕之后，JVM便开始销毁创建的Class对象

总结：

加载:查找和导入class文件

验证:保证加载类的准确性

准备:为类变量分配内存并设置类变量初始值

解析:把类中的符号引用转换为直接引用

初始化:对类的静态变量，静态代码块执行初始化操作

使用:JVM 开始从入口方法开始执行用户的程序代码

卸载:当用户程序代码执行完毕后，JM便开始销毁创建的Class对象。