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加載

當(dāng)我們要使用一個(gè)類的時(shí)候，要通過(guò)ClassLoader將類加載到內(nèi)存中

「類加載階段主要完成如下三件事情」

• 通過(guò)全類名，獲取類的二進(jìn)制流
• 解析類的二進(jìn)制流為方法區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
• 創(chuàng)建一個(gè)java.lang.Class類的實(shí)例，表示該類型，作為方法區(qū)這個(gè)類的訪問(wèn)入口

「通過(guò)全類名，獲取類的二進(jìn)制流的方式有很多種」

1. 從zip壓縮包中獲取
2. 從網(wǎng)絡(luò)中獲取
3. 運(yùn)行時(shí)計(jì)算生成，如動(dòng)態(tài)代理技術(shù)
4. ...

「對(duì)于非數(shù)組類型的加載階段，即可以使用Java虛擬機(jī)內(nèi)置的類加載器去完成，也可以使用用戶自定義的類加載器去完成」

鏈接

「鏈接這個(gè)階段主要分為3個(gè)部分，驗(yàn)證，準(zhǔn)備，解析」

驗(yàn)證

「驗(yàn)證階段主要是確保Class文件的格式正確，運(yùn)行時(shí)不會(huì)危害虛擬機(jī)的安全」

驗(yàn)證階段的規(guī)則很多，但大致分為如下4個(gè)階段

「具體詳細(xì)的內(nèi)容，我就不詳細(xì)解釋了，可以看《深入理解Java虛擬機(jī)》，本篇文章偏向于做一個(gè)總結(jié)，把握類加載的一個(gè)整體流程，而不對(duì)細(xì)節(jié)進(jìn)行闡述」

準(zhǔn)備

「準(zhǔn)備階段主要是為類的靜態(tài)變量分配內(nèi)存，并將其初始化為默認(rèn)值」

常見(jiàn)的數(shù)據(jù)類型的默認(rèn)值如下

「如果類靜態(tài)變量的字段屬性表中存在ConstantValue屬性，則直接執(zhí)行賦值語(yǔ)句」

那么什么情況下類靜態(tài)變量的字段屬性表中存在ConstantValue屬性呢?

1. 類靜態(tài)變量為基本數(shù)據(jù)類型，并且被final修飾
2. 類靜態(tài)變量為String類型，被final修飾，并且以字面量的形式賦值

為了方便查看Class文件的字節(jié)碼，我在IDEA中下載了一個(gè)插件jclasslib Bytecode viewer，非常方便。用如下代碼通過(guò)字節(jié)碼的形式驗(yàn)證一下

public class Person { 
 
    private static int age = 10; 
    private static final int length = 160; 
    private static final String name = "name"; 
    private static final String loc = new String("loc"); 
} 

「所以length和name屬性在準(zhǔn)備階段就會(huì)賦值為ConstantValue指定的值」

「那么age和loc屬性會(huì)在哪個(gè)階段賦值呢?是在初始化階段，后面會(huì)詳細(xì)介紹哈」

解析

「將類，接口，字段和方法的符號(hào)引用(在常量池中)轉(zhuǎn)為直接引用」符號(hào)引用：用一組符號(hào)來(lái)描述所引用的目標(biāo) 直接引用;直接指向指向目標(biāo)的指針

加入我寫了一個(gè)如下的類

public class Student { 
 
    private String name; 
    private int age; 
 
    public String getName() { 
        return this.name; 
    } 
} 

以字段為例，name和age對(duì)應(yīng)的對(duì)象并不是直接指向內(nèi)存地址，而是用字符串來(lái)進(jìn)行描述(即符號(hào)引用)。解析階段就是將這些描述轉(zhuǎn)為直接指向目標(biāo)的指針(即直接引用)

初始化

「執(zhí)行類靜態(tài)成員變量賦值語(yǔ)句和靜態(tài)代碼塊中的語(yǔ)句」

我們把上面的Student代碼改成如下形式

public class Student { 
 
    private String name; 
    private int age = 10; 
    private static int gender = 1; 
 
    { 
        System.out.println("構(gòu)造代碼塊"); 
    } 
 
    static { 
        System.out.println("靜態(tài)代碼塊"); 
    } 
 
    public Student() { 
        System.out.println("構(gòu)造函數(shù)"); 
    } 
 
    public String getName() { 
        return this.name; 
    } 
} 

可以看到字節(jié)碼中包含了3個(gè)方法，getName方法我們知道，<init>和<clinit>方法里面執(zhí)行了哪些邏輯

從字節(jié)碼的角度分析一波

「<init>方法」

從字節(jié)碼可以看到方法的主要邏輯為

• 調(diào)用父類的方法
• 非靜態(tài)成員變量賦值
• 執(zhí)行構(gòu)造代碼塊
• 執(zhí)行構(gòu)造函數(shù)

「<clinit>方法」

從字節(jié)碼可以看到方法的主要邏輯為

1. 執(zhí)行靜態(tài)變量的賦值語(yǔ)句
2. 執(zhí)行靜態(tài)代碼塊中的語(yǔ)句
3. 需要注意的一點(diǎn)是，「Java虛擬機(jī)會(huì)保證子類的方法執(zhí)行前，父類的方法已經(jīng)執(zhí)行完畢」

「理解和方法的作用還是很有必要的，因?yàn)榻?jīng)常有些面試題問(wèn)靜態(tài)代碼塊，構(gòu)造代碼塊，構(gòu)造函數(shù)的執(zhí)行順序?！?/init>

我這里就直接總結(jié)一下結(jié)論，大家可以寫demo驗(yàn)證一下

「沒(méi)有繼承情況的執(zhí)行順序」

1. 靜態(tài)代碼塊和靜態(tài)成員變量，執(zhí)行順序由編寫順序決定(只會(huì)執(zhí)行一次哈)
2. 構(gòu)造代碼塊和非靜態(tài)成員變量，執(zhí)行順序由編寫順序決定
3. 構(gòu)造函數(shù)

「有繼承情況的執(zhí)行順序」

1. 父類的靜態(tài)(靜態(tài)代碼塊，靜態(tài)成員變量)，子類的靜態(tài)(靜態(tài)代碼塊，靜態(tài)成員變量)(只會(huì)執(zhí)行一次哈)
2. 父類的非靜態(tài)(構(gòu)造代碼塊，非靜態(tài)成員變量)，父類的構(gòu)造函數(shù)
3. 子類的非靜態(tài)(構(gòu)造代碼塊，非靜態(tài)成員變量)，子類的構(gòu)造函數(shù)

卸載

垃圾收集不僅發(fā)生在堆中，方法區(qū)上也會(huì)發(fā)生。但是對(duì)方法區(qū)的類型數(shù)據(jù)回收的條件比較苛刻

以下圖為例，想回收方法區(qū)中的Simple類

1. 需要保證堆中的Sample類及其子類都已經(jīng)被回收
2. 加載Sample類的MyClassLoader已經(jīng)被回收
3. Sample類對(duì)應(yīng)的Class對(duì)象已經(jīng)被回收

可以看到對(duì)方法區(qū)的類型數(shù)據(jù)回收的條件比較苛刻，但是收效甚微，所以有些垃圾收集器不會(huì)對(duì)方法區(qū)的類型數(shù)據(jù)進(jìn)行回收

總結(jié)

類加載過(guò)程

變量的賦值過(guò)程

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