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类加载内存分析

Java内存分析

方法区

特殊的堆。
包含了所有的class文件和static变量

存放new的对象、Class对象和数组
(什么是Class对象?可以看看这里:传送门

存放基本变量类型(会包含这个基本类型的具体数值)、引用对象的变量(会存放这个引用在堆里面的具体地址)。比如:int A = 1;,A和数值1都保存在栈中。a = new 类;,a就是引用对象的变量,其中保存的是这个对象在堆中的地址,a保存在中,new出来的对象保存在中。

类加载的过程

当程序主动使用某个类时,如果该类还未被加载到内存中,则系统会通过如下三个步骤来对该类进行初始化:

类的加载(Load)

  • 将类的class文件(字节码内容)读入内存,并将这些静态数据转换成方法区的运行时数据结构
  • 生成一个代表这个类的java.lang.Class对象
  • 此过程由类加载器完成

类的链接(Link)

将类的二进制数据合并到jre(java运行环境)中

  1. 验证:确保加载的类信息符合JVM规范,没有安全方面的问题

  2. 准备:正式为类变量(static变量)分配内存并设置类变量默认初始值(0、null)的阶段,这些内存都将在方法区中进行分配

  3. 解析:虚拟机常量池内的符号引用(常量名)替换为直接引用(地址)的过程(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、方法句柄和调用点限定符 7 类符号引用进行)

类的初始化(Initialize)

到初始化阶段,才真正开始执行类中定义的 Java 程序代码,此阶段是执行 <clinit>() 方法(class init)的过程。JVM负责对类进行初始化。

  • 执行类构造器 <clinit>() 方法的过程。类构造器 <clinit>() 方法是由编译器自动收集类中所有类变量的赋值动作静态代码块中的语句(static语句合并产生的。(类构造器是构造信息的,不是构造该类对象的构造器)

  • 当初始化一个类的时候,如果发现其父类还没有进行初始化,则需要先触发其父类的初始化

  • 虚拟机会保证一个类的 <clinit>() 方法在多线程环境中被正确加锁和同步

    不要把类的初始化创建实例搞混了。类的初始化过程会执行static代码块,对象的创建(new)在这之后发生:

什么时候会发生类的初始化?

主动引用

类的主动引用(一定会发生类的初始化)

  1. 当虚拟机启动,先初始化main方法所在的类

  1. new一个类的对象

  1. 调用类的(static)静态成员(除了final常量)和静态方法(静态域)

  1. 使用java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用。(什么是反射?可以看看这里:传送门

  1. 当初始化一个类,如果其父类没有被初始化,则会先初始化它的父类

被动引用

类的被动引用(不会发生类的初始化)

  1. 当访问一个静态域时,只有真正声明这个域的类才会被初始化。如:当通过子类引用父类的静态变量,不会导致子类初始化

  2. 通过数组定义类引用,不会触发此类的初始化(只是给数组划分了一份空间和命名)

  3. 引用常量(Final)不会触发此类的初始化(常量在链接阶段就存入调用类的常量池中了(方法区))

类加载器

简介

类加载器的作用:将class文件字节码内容加载到内存中,并将这些静态数据转换成方法区的运行时数据结构,然后在中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象,作为方法区中类数据的访问入口。

缓存:标准的javaSE类加载器可以按要求查找类,但一旦某个类被加载到类加载器中,它将维持(缓存)一段时间。不过JVM垃圾回收机制(gc())可以回收♻️这些Class对象。

分类

类加载器作用时用来把类(class)装载进内存的。JVM规范定义了如下类型的类加载器

  1. 引导类加载器:用C++编写的,是JVM自带的类加载器,负责Java平台核心库,用来装载核心类库。该加载器无法直接获取(Bootstap ClassLoader)(Mac系统如何查看jdk安装位置,点这里

  2. 扩展类加载器:负责jre/lib/ext目录下的jar包或-D java.ext.dirs指定目录下的jar包装入工作库(Extension ClassLoader

  3. 系统类加载器:负责java -classpath-D java.class.path所指的目录下的类与jar包装入工作库,是最常用的加载器(Application ClassLoaderSystem ClassLoader

获得系统类加载器可以加载的路径(不在这些路径中的类,无法读取到):
System.getProperty("java.class.path")

类加载过程更详细介绍:传送门

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