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,验证、准备和解析这三个阶段可以统称为连接(Linking)。
类加载过程
Class 文件需要加载到虚拟机中之后才能运行和使用,那么虚拟机是如何加载这些 Class 文件呢?
系统加载 Class 类型的文件主要三步:加载->连接->初始化。连接过程又可分为三步:验证->准备->解析。
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。
虚拟机规范上面这 3 点并不具体,因此是非常灵活的。比如:"通过全类名获取定义此类的二进制字节流" 并没有指明具体从哪里获取( ZIP
、 JAR
、EAR
、WAR
、网络、动态代理技术运行时动态生成、其他文件生成比如 JSP
...)、怎样获取。
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)。
类加载器、双亲委派模型也是非常重要的知识点,这部分内容在类加载器详解这篇文章中有详细介绍到。阅读本篇文章的时候,大家知道有这么个东西就可以了。
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。
一个非数组类的加载阶段(加载阶段获取类的二进制字节流的动作)是可控性最强的阶段,这一步我们可以去完成还可以自定义类加载器去控制字节流的获取方式(重写一个类加载器的 loadClass()
方法)。
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。