文章目录
- 1 类的生命周期
- 2 类加载过程
- 2.1 加载
- 2.2 验证
- 2.3 准备
- 2.4 解析
- 2.5 初始化
- 3 类卸载
1 类的生命周期
类从被加载到虚拟机内存中开始到卸载出内存为止,它的整个生命周期可以简单概括为 7 个阶段::加载(Loading)、验证(Verification)、准备(Preparation)、解析(Resolution)、初始化(Initialization)、使用(Using)和卸载(Unloading)。其中,前三个阶段可以统称为连接(Linking)。
2 类加载过程
系统加载Class文件的三步:加载->链接->初始化。链接过程又可分为三步:验证->准备->解析
2.1 加载
类加载过程的第一步,主要完成下面 3 件事情:
- 通过全类名获取定义此类的二进制字节流。
- 将字节流所代表的静态存储结构转换为方法区的运行时数据结构。
- 在内存中生成一个代表该类的 Class 对象,作为方法区这些数据的访问入口。
加载这一步主要是通过我们后面要讲到的 类加载器 完成的。类加载器有很多种,当我们想要加载一个类的时候,具体是哪个类加载器加载由 双亲委派模型 决定(不过,我们也能打破由双亲委派模型)。
每个 Java 类都有一个引用指向加载它的 ClassLoader。不过,数组类不是通过 ClassLoader 创建的,而是 JVM 在需要的时候自动创建的,数组类通过getClassLoader()
方法获取 ClassLoader 的时候和该数组的元素类型的 ClassLoader 是一致的。
加载阶段与连接阶段的部分动作(如一部分字节码文件格式验证动作)是交叉进行的,加载阶段尚未结束,连接阶段可能就已经开始了。
2.2 验证
验证是连接阶段的第一步,这一阶段的目的是确保 Class 文件的字节流中包含的信息符合《Java 虚拟机规范》的全部约束要求,保证这些信息被当作代码运行后不会危害虚拟机自身的安全。
验证阶段主要由四个检验阶段组成:
- 文件格式验证(Class 文件格式检查)
- 元数据验证(字节码语义检查)
- 字节码验证(程序语义检查)
- 符号引用验证(类的正确性检查)
符号引用验证发生在类加载过程中的解析阶段,具体点说是 JVM 将符号引用转化为直接引用的时候。符号引用验证的主要目的是确保解析阶段能正常执行,如果无法通过符号引用验证,JVM 会抛出异常
2.3 准备
准备阶段是正式为类变量分配内存并设置类变量初始值的阶段,这些内存都将在方法区中分配。对于该阶段有以下几点需要注意:
- 这时候进行内存分配的仅包括类变量( Class Variables ,即静态变量,被 static 关键字修饰的变量,只与类相关,因此被称为类变量),而不包括实例变量。实例变量会在对象实例化时随着对象一块分配在 Java 堆中。
- 从概念上讲,类变量所使用的内存都应当在 方法区 中进行分配。除了字符串常量池分配在堆中
- 这里所设置的初始值"通常情况"下是数据类型默认的零值(如 0、0L、null、false 等),比如我们定义了public static int value=111 ,那么 value 变量在准备阶段的初始值就是 0 而不是 111(初始化阶段才会赋值)。特殊情况:比如给 value 变量加上了 final 关键字public static final int value=111 ,那么准备阶段 value 的值就被赋值为 111。
2.4 解析
解析阶段是虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程。 解析动作主要针对类或接口、字段、类方法、接口方法、方法类型、方法句柄和调用限定符 7 类符号引用进行。
2.5 初始化
初始化阶段是执行初始化方法 <clinit> ()
方法的过程,是类加载的最后一步,这一步 JVM 才开始真正执行类中定义的 Java 程序代码(字节码)。
<clinit> ()
方法是编译之后自动生成的。
对于初始化阶段,只有主动去使用类才会初始化类
3 类卸载
卸载类即该类的 Class 对象被 GC
卸载类需要满足 3 个要求:
- 该类的所有的实例对象都已被 GC,也就是说堆不存在该类的实例对象。
- 该类没有在其他任何地方被引用
- 该类的类加载器的实例已被 GC
所以,在 JVM 生命周期内,由 jvm 自带的类加载器加载的类是不会被卸载的。但是由我们自定义的类加载器加载的类是可能被卸载的。