JVM中加载、链接、初始化的示例分析

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基本概念：类加载的过程大致分为三个阶段

1、加载阶段：本阶段主要把class的二进制代码加载进入JVM，并且进行常量池（类名，方法名，字段名），方法区（二进制字节码），栈（本地方法栈结构），堆（java.lang.class对象）的设置。

有三个加载类：Bootstrap ClassLoader，加载jre/lib/下的类；

Extension ClassLoader：加载jre/lib/ext下的类；

ApplicationClassLoader：加载classpath下的类（应用程序自己开发的类，如 工程目录/bin/下的.class文件）

还有一个扩展的加载类，满足应用程序的特殊需求。类的加载时，父亲loader优先执行load动作，父亲load不了时，子类运作。

2、链接阶段：又分为三个小阶段 校验，准备，解析。

校验：实施字节码文件的格式，语法等的校验。

准备：对静态变量申请存储空间，并设置默认的初始值。如：private static int a =2；那么在准备阶段a被设置为0；

解析：把方法区中的符号指针替换为直接引用。

3、初始化阶段：对静态变量进行初始化，执行静态块，创建类的实例。上述的a变量在初始化阶段会被设置为2。

第一步：验证静态变量和静态块的加载+链接（校验，准备，解析）+初始化过程中值的变化。

 package com.chong.studyparalell.clazz.loader;

public class ClassLoaderDemo {
public static void main(String []args){
Test test2 = new Test();

System.out.println("Test2实例化结束"+test2.toString());

}
}

package com.chong.studyparalell.clazz.loader;

public class Test{

private static Test test1 = new Test();
private static int a = 2;
private static int b = 2;

static {
System.out.println("【Test类静态块】a=" + a);
}

public Test(){

System.out.println("【Test类构造方法】a=" + a);
System.out.println("【Test类构造方法】b=" + b);
System.out.println("【Test类实例】" + this.toString());
}

public static Test newInstance(){
return test1;
}
}

log输出如下：

1 【Test类构造方法】a=0
2 【Test类构造方法】b=0
3 【Test类实例】com.chong.studyparalell.clazz.loader.Test@16c1857
4 【Test类静态块】a=2
5 【Test类构造方法】a=2
6 【Test类构造方法】b=2
7 【Test类实例】com.chong.studyparalell.clazz.loader.Test@1b1fd9c
8 Test2实例化结束com.chong.studyparalell.clazz.loader.Test@1b1fd9c

首先Test类在链接阶段（准备阶段），a，b分别被设置默认值0。

当new Test()执行后，

1）首先初始化Test类的三个静态变量 test1,a,b。

初始化test1时，第一次调用构造方法，此时a,b为0。对应日志1,2行。

实例化test1，日志第3行。

test1初始化完成后，继续初始化a,b，设为2。

接着初始化静态块 ，对应日志第4行。

2）执行Test类的构造方法

因为a,b已经被初始化为2，所以执行类的构造方法时，会输出a，b 为2。日志第5,6行。

实例化后输出地址信息，日志第7行。

3）最终main方法里打出实例工作完成，日志第8行。

第二步，加入父类后，进行确认。

package com.chong.studyparalell.clazz.loader;

public class TestBase {

private static int base_a = 2;
private static int base_b = 2;

static {
System.out.println("【父类静态块】 base_a="+base_a);
}

public TestBase(){
System.out.println("【父类 构造方法】base_a=" + base_a);
System.out.println("【父类 构造方法】base_b=" + base_b);
System.out.println("【父类 实例】"+ this.toString());
}

}

package com.chong.studyparalell.clazz.loader;

public class Test extends TestBase{
内容同第一步；
}

log输出如下：

【父类静态块】 base_a=2

【父类 构造方法】base_a=2

【父类 构造方法】base_b=2

【父类 实例】com.chong.studyparalell.clazz.loader.Test@19ab8d

【Test类构造方法】a=0

【Test类构造方法】b=0

【Test类实例】com.chong.studyparalell.clazz.loader.Test@19ab8d

【Test类静态块】a=2

【父类 构造方法】base_a=2

【父类 构造方法】base_b=2

【父类 实例】com.chong.studyparalell.clazz.loader.Test@14dcfad

【Test类构造方法】a=2

【Test类构造方法】b=2

【Test类实例】com.chong.studyparalell.clazz.loader.Test@14dcfad

Test2实例化结束com.chong.studyparalell.clazz.loader.Test@14dcfad

可以发现父类的静态变量，静态块，构造方法首先被初始化。然后子类的静态变量，静态块和构造方法被初始化。

第三步：写一个自定义的类加载器

 package com.chong.studyparalell.clazz.loader;


public class MyClassLoaderPilot {

public static void main(String[] args) {

try {
MyClassLoader classLoader = new MyClassLoader();
String filename = "com.chong.studyparalell.demon.DemonThreadDemo";

Object clazz = classLoader.loadCustomizeClass(filename);
System.out.println(clazz);

} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}

}

package com.chong.studyparalell.clazz.loader;

import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;

public class MyClassLoader extends ClassLoader {

private String demoPath = "D:\\work\\temp\\";

public Class<?> loadCustomizeClass(String filename) throws ClassNotFoundException {

FileInputStream fis = null;
ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
try {
// 1.获取class文件的字节码（二进制数据）
String[] fileNames = filename.split("\\.");
fis = new FileInputStream(demoPath + fileNames[fileNames.length-1] +".class");
byte[] bytes = new byte[1024];
int len = 0;
while ((len = fis.read(bytes)) != -1) {
baos.write(bytes, 0, len);
}

} catch (Exception e) {
throw new ClassNotFoundException();
} finally {
try {
fis.close();
} catch (IOException e) {
throw new ClassNotFoundException();
}
}

byte[] paramArrayOfByte = baos.toByteArray();
// 2。把二进制文件定义为class对象返回
return defineClass(filename, paramArrayOfByte, 0, paramArrayOfByte.length);
}
}

日志输出如下：

class com.chong.studyparalell.demon.DemonThreadDemo

实际的跟着代码走一遍，看看控制台的输出，用自己的思路虚拟着跟一跟，对于类的加载过程能够认识的更加清晰一些。

以上是“JVM中加载、链接、初始化的示例分析”这篇文章的所有内容，感谢各位的阅读！相信大家都有了一定的了解，希望分享的内容对大家有所帮助，如果还想学习更多知识，欢迎关注亿速云行业资讯频道！