1.3.1 验证:
目的在于确保Class文件的字节流中包含信息符合当前虚拟机要求,保证被加载类的正确性,不会危害虚拟机自身安全。主要包括四种验证,文件格式验证,源数据验证,字节码验证,符号引用验证。
所有能被Java虚拟机所识别的字节码文件(即.class文件)都是以CA DE BA BE 开头的
操作:将.class文件拖进Binary Viewer中即可
1.3.2 准备
为类变量分配内存并且设置该类变量的默认初始值,即零值;这里不包含用final修饰的static,因为final在编译的时候就会分配了,准备阶段会显式初始化;这里不会为实例变量分配初始化,类变量会分配在方法区中,而实例变量是会随着对象一起分配到java堆中。例如准备阶段给类变量分配内存为0,初始化是改为1。
1.3.3 解析
将常量池内的符号引用转换为直接引用的过程。事实上,解析操作往往会伴随着jvm在执行完初始化之后再执行。符号引用就是一组符号来描述所引用的目标。符号引用的字面量形式明确定义在《java虚拟机规范》的class文件格式中。直接引用就是直接指向目标的指针、相对偏移量或一个间接定位到目标的句柄。解析动作主要针对类或接口、字段、类方法、接口方法、方法类型等。对应常量池中的CONSTANT_Class_info/CONSTANT_Fieldref_info、CONSTANT_Methodref_info等。例:javap -v HelloApp.class
将.class文件用Bytecode viewer打开可以看到<clinit>
clinit()不同于类的构造器。(关联:构造器是虚拟机视角下的init())若该类具有父类,jvm会保证子类的clinit()执行前,父类的clinit()已经执行完毕 虚拟机必须保证一个类的clinit()方法在多线程下被同步加锁。补充:多线程环境下一个类只会被加载一次
可以理解为引导类加载器Bootstrap ClassLoader使用C语言层面的,自定义类加载器使用java代码层面的。
四者是等级关系
代码演示:
/** * 虚拟机自带加载器 */ public class ClassLoaderTest1 { public static void main(String[] args) { System.out.println("********启动类加载器*********"); URL[] urls = sun.misc.Launcher.getBootstrapClassPath().getURLs(); //获取BootStrapClassLoader能够加载的api路径 for (URL e:urls){ System.out.println(e.toExternalForm()); } //从上面的路径中随意选择一个类 看看他的类加载器是什么 //Provider位于 /jdk1.8.0_171.jdk/Contents/Home/jre/lib/jsse.jar 下,引导类加载器加载它 ClassLoader classLoader = Provider.class.getClassLoader(); System.out.println(classLoader);//null System.out.println("********拓展类加载器********"); String extDirs = System.getProperty("java.ext.dirs"); for (String path : extDirs.split(";")){ System.out.println(path); } //从上面的路径中随意选择一个类 看看他的类加载器是什么:拓展类加载器 ClassLoader classLoader1 = CurveDB.class.getClassLoader(); System.out.println(classLoader1);//sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@4dc63996 } } package com.atguigu.java1; import java.io.FileNotFoundException; /** * 自定义用户类加载器 * @author shkstart * @create 2019 下午 12:21 */ public class CustomClassLoader extends ClassLoader { @Override protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException { try { byte[] result = getClassFromCustomPath(name); if(result == null){ throw new FileNotFoundException(); }else{ return defineClass(name,result,0,result.length); } } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } throw new ClassNotFoundException(name); } private byte[] getClassFromCustomPath(String name){ //从自定义路径中加载指定类:细节略 //如果指定路径的字节码文件进行了加密,则需要在此方法中进行解密操作。 return null; } public static void main(String[] args) { CustomClassLoader customClassLoader = new CustomClassLoader(); try { Class<?> clazz = Class.forName("One",true,customClassLoader); Object obj = clazz.newInstance(); System.out.println(obj.getClass().getClassLoader()); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } }下面常见的方法都不是抽象方法
拓展类加载器和系统类加载器间接继承于ClassLoader抽象类
Java虚拟机对class文件采用的是按需加载的方式,也就是说当需要使用该类时才会将它的class文件加载到内存生成的class对象。而且加载某个类的class文件时,java虚拟机采用的是双亲委派模式,即把请求交由父类处理,它是一种任务委派模式。
例 如图,虽然我们自定义了一个java.lang包下的String尝试覆盖核心类库中的String,但是由于双亲委派机制,启动加载器会加载java核心类库的String类(BootStrap启动类加载器只加载包名为java、javax、sun等开头的类),而核心类库中的String并没有main方法。
自定义String类,但是在加载自定义String类的时候会优先使用引导类加载器加载,而引导类加载器在加载过程中会先加载jdk自带的文件(rt.jar包中的java\lang\String.class),报错信息说没有main方法就是因为加载的是rt.jar包中的String类。这样可以保证对java核心源代码的保护,这就是沙箱安全机制。
类比举例: 我们在读写U盘信息时可以用360沙箱,防止U盘内的病毒等对沙箱外的系统构成污染
JVM必须知道一个类型是由启动类加载器加载的还是由用户类加载器加载的。如果一个类型由用户类加载器加载的,那么jvm会将这个类加载器的一个引用作为类型信息的一部分保存在方法区中。当解析一个类型到另一个类型的引用的时候,JVM需要保证两个类型的加载器是相同的。
java程序对类的使用方式分为:主动使用和被动使用
主动使用,分为七种情况 创建类的实例访问某各类或接口的静态变量,或者对静态变量赋值调用类的静态方法反射 比如Class.forName(com.dsh.jvm.xxx)初始化一个类的子类java虚拟机启动时被标明为启动类的类JDK 7 开始提供的动态语言支持: java.lang.invoke.MethodHandle实例的解析结果REF_getStatic、REF_putStatic、REF_invokeStatic句柄对应的类没有初始化,则初始化除了以上七种情况,其他使用java类的方式都被看作是对类的被动使用,都不会导致类的初始化。