面试官:说一下类加载的过程

加载

当我们要使用一个类的面试时候,要通过ClassLoader将类加载到内存中

「类加载阶段主要完成如下三件事情」

通过全类名,官说获取类的下类二进制流 解析类的二进制流为方法区内的数据结构 创建一个java.lang.Class类的实例,表示该类型,加载作为方法区这个类的面试访问入口

「通过全类名,获取类的官说二进制流的方式有很多种」

从zip压缩包中获取 从网络中获取 运行时计算生成,如动态代理技术 ...

「对于非数组类型的下类加载阶段,即可以使用Java虚拟机内置的加载类加载器去完成,也可以使用用户自定义的面试类加载器去完成」

链接

「链接这个阶段主要分为3个部分,验证,官说准备,下类解析」

验证

「验证阶段主要是加载确保Class文件的格式正确,运行时不会危害虚拟机的面试安全」

验证阶段的规则很多,但大致分为如下4个阶段

「具体详细的官说内容,我就不详细解释了,下类可以看《深入理解Java虚拟机》,本篇文章偏向于做一个总结,把握类加载的亿华云计算一个整体流程,而不对细节进行阐述」

准备

「准备阶段主要是为类的静态变量分配内存,并将其初始化为默认值」

常见的数据类型的默认值如下

数据类型 默认值 byte (byte)0 short (short)0 int 0 long 0L float 0.0f double 0.0d boolean false char \u0000 reference null

「如果类静态变量的字段属性表中存在ConstantValue属性,则直接执行赋值语句」

那么什么情况下类静态变量的字段属性表中存在ConstantValue属性呢?

类静态变量为基本数据类型,并且被final修饰 类静态变量为String类型,被final修饰,并且以字面量的形式赋值

为了方便查看Class文件的字节码,我在IDEA中下载了一个插件jclasslib Bytecode viewer,非常方便。用如下代码通过字节码的形式验证一下

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属性在准备阶段就会赋值为ConstantValue指定的值」

「那么age和loc属性会在哪个阶段赋值呢?是在初始化阶段,后面会详细介绍哈」

解析

「将类,接口,字段和方法的符号引用(在常量池中)转为直接引用」符号引用:用一组符号来描述所引用的目标 直接引用;直接指向指向目标的指针

加入我写了一个如下的类

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

以字段为例,name和age对应的对象并不是直接指向内存地址,而是用字符串来进行描述(即符号引用)。香港云服务器解析阶段就是将这些描述转为直接指向目标的指针(即直接引用)

初始化

「执行类静态成员变量赋值语句和静态代码块中的语句」

我们把上面的Student代码改成如下形式

public class Student {      private String name;     private int age = 10;     private static int gender = 1;     {          System.out.println("构造代码块");     }     static {          System.out.println("静态代码块");     }     public Student() {          System.out.println("构造函数");     }     public String getName() {          return this.name;     } } 

可以看到字节码中包含了3个方法,getName方法我们知道,<init>和<clinit>方法里面执行了哪些逻辑

从字节码的角度分析一波

「<init>方法」

从字节码可以看到方法的主要逻辑为

调用父类的方法 非静态成员变量赋值 执行构造代码块 执行构造函数

「<clinit>方法」

从字节码可以看到方法的主要逻辑为

执行静态变量的赋值语句 执行静态代码块中的语句 需要注意的一点是,「Java虚拟机会保证子类的方法执行前,父类的方法已经执行完毕」

「理解和方法的作用还是很有必要的,因为经常有些面试题问静态代码块,构造代码块,构造函数的执行顺序。」

我这里就直接总结一下结论,大家可以写demo验证一下

「没有继承情况的执行顺序」

静态代码块和静态成员变量,执行顺序由编写顺序决定(只会执行一次哈) 构造代码块和非静态成员变量,执行顺序由编写顺序决定 构造函数

「有继承情况的执行顺序」

父类的静态(静态代码块,高防服务器静态成员变量),子类的静态(静态代码块,静态成员变量)(只会执行一次哈) 父类的非静态(构造代码块,非静态成员变量),父类的构造函数 子类的非静态(构造代码块,非静态成员变量),子类的构造函数

卸载

垃圾收集不仅发生在堆中,方法区上也会发生。但是对方法区的类型数据回收的条件比较苛刻

以下图为例,想回收方法区中的Simple类

需要保证堆中的Sample类及其子类都已经被回收 加载Sample类的MyClassLoader已经被回收 Sample类对应的Class对象已经被回收

可以看到对方法区的类型数据回收的条件比较苛刻,但是收效甚微,所以有些垃圾收集器不会对方法区的类型数据进行回收

总结

类加载过程

变量的赋值过程

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