深入理解Java类加载机制,再也不用死记硬背了

谈谈”会”的三个层次

《说透分布式事务》中,我举例里说明了会与会的差别。对一门语言的学习,这里谈谈我理解的”会”的三个层次:

深入理解Java类加载机制,再也不用死记硬背了

第一层:了解这门语言的语法、写法,我把它叫做 hello world 级别;

第二层:了解这门语言的优劣势以及它的生态,了解这门语言的能力范围,我把它叫做 应用 级别;

第三层:了解这门语言的底层运行机制,这有利于对程序进行调优,以及当程序遇到了比较罕见的问题时能够从根上分析解决它。我把它叫做 掌握 级别。

在简历上写掌握某种语言的,一般面试官也会问一些很深入原理的问题,个人认为比较合理。自己作为一个15年一线Java开发,自认为有资格把掌握Java写在简历上。今天,我就来聊聊我对双亲委派机制一些理解。

插个题外话,在《高并发下秒杀商品,你必须知道的9个细节》中,有朋友问配图是用什么画的。这里介绍一下自己的经验:

1)思维导图还是processon更加方便:

https://www.processon.com/i/594d313ae4b08b003f2ec84a

2)流程图还是draw.io,这个不推荐在线编辑,慢到怀疑人生。安装版本也是免费的,官网可轻松下载。开头图的框图效果是draw.io的框图有个 Sketch 样式。这个样式很好看,但是不建议用于文献等正式场合。正式场合的图最好方方正正,不要太圆润,粗细均匀。

3)生成曲线图、柱状图这些,还是习惯用excel。

Java类加载机制

首先我们需要思考一件事,我们编写的Java代码,是如何在各种各样的操作系统上运行起来的。

深入理解Java类加载机制,再也不用死记硬背了

Java文件通过Javac编译成class文件,这种中间码被称为字节码。然后由JVM加载字节码。这个过程就称为类加载。

运行时,由解释器将字节码解释为一行行的机器码来执行。在程序运行期间,即时编译器会针对热点代码,将该部分字节码编译成机器码以获取更高的执行效率。在整个运行时,解释器和即时编译器相互配合,使程序几乎能达到和编译型语言几乎一样的执行速度。这个部分交给专业的编译器开发人员来做,咱们本篇不做深入讲解。

到此上面那张图就讲完了,不要问我右上角那两个表情是怎么回事。就是发现编辑的时候竟然可以添加表情,觉得好玩就试试看。

类的生命周期

在详细讲解之前,我们明确一下类加载流程的目的。站在高处去看,就是把一份被javac编译过的文件通过加载,生成某种形式的class文件的数据结构送进内存。程序可以调用这个数据结构来构造出Java对象。这个过程是在运行时进行的,也是Java动态拓展性的根基。

深入理解Java类加载机制,再也不用死记硬背了

上面这张图表现了类的整个生命周期。而类加载呢,只包含了加载、链接和初始化三个阶段。加载只是类加载的第一个环节,两者要注意区分。解析部分是灵活的,它可以在初始化环节之前或者之后进行,实现后期绑定。类加载的其他环节的顺序是不可改变的。

加载

加载是一个读取class文件,将其转化为某种静态数据结构而存储在方法区内,并在堆中生成一个便于用户调用的Java对象的过程。

这里值得注意的是,这个Java文件不一定是本地文件,泛指各种来源的二进制流,比如网络、数据库或者比如动态代理技术这样的即时生成的class文件。

验证

验证的步骤很多,上面的图画得不完全准确。对文件格式的校验其实是发生在加载阶段的。通过才能顺利加载。顺利加载并不代表JVM完全认可了这个类,还要进行语法和语义上的分析,保证这个类不会危害JVM,这是对元数据和字节码上的验证。在解析阶段,还会进行符号引用的验证。随着JVM版本的升高,验证过程也在被不断丰富。

准备

准备就是为静态变量赋初始值,注意这里的初始值是JVM默认初始值,是固定的,不是咱们写代码时的那个初始值。这里有个比较容易混淆的概念。

Java内存规范定义了方法区这种抽象概念。主流的JVM实现如HotSpot在JDK8之前使用永久代这种在堆中开辟专门空间的实现方式,JDK8之后使用元空间这种直接内存取代。

HotSpot的实现:类的元信息、常量池、静态变量等都存在在JDK8之前都存在在永久代这种方法区的具体实现中。JDK8之后,常量池、静态变量被从方法区移除,转移到了堆中。元信息这些依然保留在方法区,具体的存储方式改成了元空间。

解析

解析是将符号引用替换为直接引用。

静态解析

符号引用就是假如类A引用了类B,加载阶段是静态解析,这时候B还没有被放到JVM内存中,这时候A引用的只是代表B的符号,这是符号引用。

直接引用就是类A在解析阶段发现自己引用了B,如果这个时候B还没被加载。就是直接触发B的类加载,之后B的符号引用会被替换成实际地址。这被称为直接引用。

动态解析

本文类的生命周期部分引出了后期绑定这个概念。后期绑定其实就是动态解析。如果代码使用了多态。B是一个抽象类或者接口,A就不能知道究竟要用哪个来替换,只能等到实际发生调动时在进行实际地址的替换。这就是为什么有的解析发生在初始化之后。

总结

类加载的过程今天就讲这些。咱们来回顾一下类加载的五个阶段。

深入理解Java类加载机制,再也不用死记硬背了

从JVM的角度看,加载的读取二进制流和初始化阶段,是开放了主导权给用户的。用户可以使用动态代理等手段选择是否这个阶段进行加载。还可以使用多态的手段选择是否在这个阶段进行初始化。而剩下的所有部分都是JVM内部完成的。

此时你可以闭上眼睛回顾一下类加载的五个阶段,是不是不用死记硬背也能了然于胸了。

Original: https://www.cnblogs.com/xiexj/p/15949745.html
Author: 编程一生
Title: 深入理解Java类加载机制,再也不用死记硬背了

原创文章受到原创版权保护。转载请注明出处:https://www.johngo689.com/610710/

转载文章受原作者版权保护。转载请注明原作者出处!

(0)

大家都在看

  • cron 表达式

    cron 表达式 1.简介:一个cron表达式最少有5个空格来分割时间元素,总共有7个元素,分别如下: ① 秒(0-59) ② 分钟(0-59) ③ 小时(0-23) ④ 天(月的…

    Linux 2023年6月7日
    071
  • [Git系列] 前言

    Git 简介 Git 是一个重视速度的分布式版本控制和代码管理系统,最初是由 Linus Torvalds 为开发 Linux 内核而设计并开发的,是一款遵循二代 GUN 协议的免…

    Linux 2023年6月14日
    0112
  • CKS考试心得分享

    CKS证书 考试相关 考试报名准备 CKS考试和CKA考试一样,已经开放中国大陆的考试。但区别是CKS目前没有中文题目,考试都是英文题目,唯一区别是CKS中文考试是中文老师监考,仅…

    Linux 2023年6月13日
    0115
  • Centos 7防火墙策略配置指南

    Centos 7防火墙策略配置指南 —— 清听凌雪慕忆 @ 1. 开启防火墙 1.1 user切换到root用户 1.2 查看防火墙服务状态 1.3 查看firewall的状态 1…

    Linux 2023年6月7日
    0151
  • 用无感知的方式为你的数据加上一层缓存

    前言 本篇文章会介绍一个我自己写的库,库地址在这里,主要作用是提供一个注解,在你方法上使用这个注解,库提供的功能会帮你把数据自动缓存起来,下次再调用这个方法只要入参是一致的则直接会…

    Linux 2023年6月14日
    0138
  • 算法小技巧 — 链表

    一、快慢指针 1、核心思想 【核心思想:】 采用双指针完成,一个指针永远比另一个指针稍快一点。 【常见案例:】 找到单链表的中间节点    环形链表 【单链表结构:】 class …

    Linux 2023年6月14日
    080
  • 【考研】C语言

    考研C语言 收录数据结构会用到的C语言知识,建议有基础的情况下再学习,针对性学习即可。 往后的学习要多从内存角度去学习计算机的知识 1. 数组 1.1 一维数值数组 具备相同的数据…

    Linux 2023年6月13日
    0113
  • Java基础学习笔记

    Java 入门基础编程笔记 Java 入门基础编程视频课件地址:点击我啦哟 提取码:50ME 1 前言 1.1 软件开发介绍 软件,即一系列按照特定顺序组织的计算机数据和指令的集合…

    Linux 2023年6月13日
    0112
  • vim的使用

    1、概述: Vim 是从 vi 发展出来的一个文本编辑器。具有代码补全、编译及错误跳转等功能 2、vim编辑器的常用命令: 图源:https://vimsky.com/articl…

    Linux 2023年5月27日
    0132
  • rocketmq高可用集群部署(RocketMQ-on-DLedger Group)

    编辑broker的配置文件 第一台主机node0的配置(192.168.0.218): vim ./conf/dledger/broker-n0.conf 内容如下: broker…

    Linux 2023年6月8日
    0109
  • Android:Jetpack之视图绑定——ViewBinding

    1.Jetpack简介 手机厂商还没卷完Android 12, Android 13就悄然声息地来了,距离Google 2008年9月22日发布Android 1.0,已过去13个…

    Linux 2023年6月13日
    0105
  • redis安装使用

    Redis是一个开源的使用ANSI C语言编写、遵守BSD协议、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value数据库,并提供多种语言的API。 它通常被称为数据结构服务…

    Linux 2023年5月28日
    0103
  • Windows下 RabbitMQ的安装和配置

    简介 RabbitMQ是实现了高级消息队列协议(AMQP)的开源消息代理软件(亦称面向消息的中间件)。RabbitMQ服务器是用Erlang语言编写的,而集群和故障转移是构建在开放…

    Linux 2023年6月14日
    099
  • pod(二):创建包含多个容器的pod(sidecar)

    服务器版本 docker软件版本 CPU架构 CentOS Linux release 7.4.1708 (Core) Docker version 20.10.12 x86_64…

    Linux 2023年6月7日
    0105
  • 接口

    一.抽象方法及抽象类 1-1 抽象方法 抽象方法:这种方法是不完整的,仅有声明而没有方法体。 public abstract void f(); 1-2 抽象类 包含抽象方法的类一…

    Linux 2023年6月8日
    0104
  • Linux系统僵尸进程详解

    大安好,我是良许。 在本文中,我们将讨论什么是僵尸进程,如何创建僵尸进程,以及如何终止僵尸进程。 [En] In this article, we will discuss wha…

    Linux 2023年5月27日
    0106
亲爱的 Coder【最近整理,可免费获取】👉 最新必读书单  | 👏 面试题下载  | 🌎 免费的AI知识星球