当 Java 虚拟机将 Java 源码编译为字节码之后,虚拟机便可以将字节码读取进内存,从而进行解析、运行等整个过程,这个过程我们叫:Java 虚拟机的类加载机制。
JVM 虚拟机执行 class 字节码的过程可以分为七个阶段:加载、验证、准备、解析、初始化、使用、卸载。
1.加载: 加载阶段是类加载过程的第一个阶段。在这个阶段,JVM 的主要目的是将字节码从各个位置(网络、磁盘等)转化为二进制字节流加载到内存中,接着会为这个类在 JVM 的方法区创建一个对应的 Class 对象,这个 Class 对象 就是这个类各种数据的访问入口。
2.验证: 当 JVM 加载完 Class 字节码文件并在方法区创建对应的 Class 对象之后,JVM 便会启动对该字节码流的校验,只有符合 JVM 字节码规范的文件才能被 JVM 正确执行(JVM规范校验以及代码逻辑校验).
3.准备: 当完成字节码文件的校验之后,JVM 便会开始为类变量分配内存并初始化。这里需要注意两个关键点,即内存分配的对象以及初始化的类型.
1:内存分配的对象。Java 中的变量有「类变量」和「类成员变量」两种类型,「类变量」指的是被 static 修饰的变量,而其他所有类型的变量都属于「类成员变量」。在准备阶段,JVM 只会为「类变量」分配内存, 而不会为「类成员变量」分配内存。「类成员变量」的内存分配需要等到初始化阶段才开始.
eg: 下面的代码在准备阶段,只会为 factor 属性分配内存,而不会为 website 属性分配内存。
public static int factor = 3;
public String website = "www.baidu.com";
2:初始化的类型。在准备阶段,JVM 会为类变量分配内存,并为其初始化。但是这里的初始化指的是为变量赋予 Java 语言中该数据类型的零值,而不是用户代码里初始化的值。
eg: 下面的代码在准备阶段之后,sector 的值将是 0,而不是 3。
public static int sector = 3;
但如果一个变量是常量(被 static final 修饰)的话,那么在准备阶段,属性便会被赋予用户希望的值。
eg: 下面的代码在准备阶段之后,number 的值将是 3,而不是 0。
public static final int number = 3;
4.解析: 当通过准备阶段之后,JVM 针对类或接口、字段、类方法、接口方法、方法类型、方法句柄和调用点限定符 7 类引用进行解析。这个阶段的主要任务是将其在常量池中的符号引用替换成直接其在内存中的直接引用。
5.初始化: 到了初始化阶段,用户定义的 Java 程序代码才真正开始执行。在这个阶段,JVM 会根据语句执行顺序对类对象进行初始化。
一般来说当 JVM 遇到下面 5 种情况的时候会触发初始化:
1) 遇到 new、getstatic、putstatic、invokestatic 这四条字节码指令时,如果类没有进行过初始化,则需要先触发其初始化。
生成这4条指令的最常见的Java代码场景是:使用new关键字实例化对象的时候、读取或设置一个类的静态字段(被final修饰、已在编译器把结果放入常量池的静态字段除外)的时候,
以及调用一个类的静态方法的时候。
2) 使用 java.lang.reflect 包的方法对类进行反射调用的时候,如果类没有进行过初始化,则需要先触发其初始化。
3) 使用 java.lang.reflect 包的方法对类进行反射调用的时候,如果类没有进行过初始化,则需要先触发其初始。
4) 使用 java.lang.reflect 包的方法对类进行反射调用的时候,如果类没有进行过初始化,则需要先触发其初始化。
5) 使用 java.lang.reflect 包的方法对类进行反射调用的时候,如果类没有进行过初始化,则需要先触发其初始化。
6) 当初始化一个类的时候,如果发现其父类还没有进行过初始化,则需要先触发其父类的初始化。
7) 当虚拟机启动时,用户需要指定一个要执行的主类(包含main()方法的那个类),虚拟机会先初始化这个主类。
6.使用: 当 JVM 完成初始化阶段之后,JVM 便开始从入口方法开始执行用户的程序代码。
7.卸载: 当用户程序代码执行完毕后,JVM 便开始销毁创建的 Class 对象,最后负责运行的 JVM 也退出内存。
类初始化方法。编译器会按照其出现顺序,收集类变量的赋值语句、静态代码块,最终组成类初始化方法。类初始化方法一般在类初始化的时候执行。
对象初始化方法。编译器会按照其出现顺序,收集成员变量的赋值语句、普通代码块,最后收集构造函数的代码,最终组成对象初始化方法。对象初始化方法一般在实例化类对象的时候执行。
确定类变量的初始值。在类加载的准备阶段,JVM 会为类变量初始化零值,这时候类变量会有一个初始的零值。如果是被 final 修饰的类变量,则直接会被初始成用户想要的值。
初始化入口方法: 当进入类加载的初始化阶段后,JVM 会寻找整个 main 方法入口,从而初始化 main 方法所在的整个类。当需要对一个类进行初始化时,会首先初始化类构造器(),之后初始化对象构造器()。
初始化类构造器: JVM 会按顺序收集类变量的赋值语句、静态代码块,最终组成类构造器由 JVM 执行。
初始化对象构造器: JVM 会按照收集成员变量的赋值语句、普通代码块,最后收集构造方法,将它们组成对象构造器,最终由 JVM 执行。
如果在初始化 main 方法所在类的时候遇到了其他类的初始化,那么就先加载对应的类,加载完成之后返回。如此反复循环,最终返回 main 方法所在类。
原文:https://www.cnblogs.com/Learn-not-to-have-already/p/11308276.html