Java類加載機制有哪些內容

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一：前言

Java語言的類型可以分為兩大類：基本類型和引用類型。

基本類型包括byte，short，int，long，float，double，boolean，char。

引用類型包括類，接口，數組類和泛型參數。由于泛型參數會在編譯過程中被擦除，因此Java虛擬機實際上只有前三種。在類，接口和數組類中，數組類是由Java虛擬機直接生成的，其它兩種則有對應的字節流。

二：加載

1.加載，就是查找字節流，并且據此生成一個代表這個類的java.lang.Class對象的過程。注意這里字節流不一定非得要從一個Class文件獲取，這里既可以從ZIP包中讀取（比如從jar包和war包中讀取），也可以在運行時計算生成（動態代理），也可以由其它文件生成（比如將JSP文件轉換成對應的Class類）。加載的信息存儲在JVM的方法區。

2.對于數組類來說，它并沒有對應的字節流，而是由Java虛擬機直接生成的。對于其它的類來說，Java虛擬機則需要借助類加載器來完成查找字節流的過程。

3.類加載器有兩種，一種是啟動類加載器，其它的類加載器都是java.lang.ClassLoader的子類。啟動類加載器是由C++實現的，沒有對應的Java對象，因此在Java中只能用null代替。除了啟動類加載器之外，另外兩個重要的類加載器是擴展類加載器和應用類加載器，均由Java核心類庫提供。 啟動類加載器加載最為基礎，最為重要的類，如JRE的lib目錄下jar包中的類；擴展類加載器的父類是啟動類加載器，它負責加載相對次要，但又通用的類，如JRE的lib/ext目錄下jar包中的類；應用類加載器的父類加載器則是擴展類加載器，它負責加載應用程序路徑下的類。

4.JVM通過雙親委派模型進行類的加載，當然我們也可以通過繼承java.lang.ClassLoader實現自定義的類加載器。當一個類加載器收到類加載任務，會先交給其父類加載器去完成，因此最終加載任務都會傳遞到頂層的啟動類加載器，只有當父類加載器無法完成加載任務時，才會嘗試執行加載任務。

采用雙親委派的一個好處是比如加載位于rt.jar包中的類java.lang.Object，不管是哪個加載器加載這個類，最終都是委托給頂層的啟動類加載器進行加載，這樣就保證了使用不同的類加載器最終得到的都是同樣一個Object對象。

三：鏈接

鏈接，是指將創建成的類合并至Java虛擬機中，使之能夠執行的過程。它分為驗證，準備和解析三個階段。

1.驗證

 該階段的目的在于確保被加載類能夠滿足Java虛擬機的約束條件。

2.準備

該階段的目的是為被加載類的靜態字段分配內存，即在方法區中分配這些變量所使用的內存空間。Java代碼中對靜態字段的具體初始化，則會在稍后的初始化階段中進行。

3.解析

 在class文件被加載至Java虛擬機前，這個類無法知道其它類及其方法，字段所對應的具體地址。甚至不知道自己方法，字段的地址。因此，每當需要引用這些成員時，

Java編譯器會生成一個符號引用。在運行階段，這個符號引用一般能夠無歧義地定位到具體目標上。解析階段的目的，正是將這些符號引用解析為實際引用。如果符號引用

指向一個未被加載的類，或者未被加載類的字段或方法，那么解析將觸發這個類的加載。

四：初始化

1.初始化階段是類加載最后一個階段，前面的類加載階段之后，除了在加載階段可以自定義類加載器以外，其它操作都由JVM主導。到了初始階段，才開始真正執行類中定義的Java程序代碼。

2.在 Java 代碼中，如果要初始化一個靜態字段，我們可以在聲明時直接賦值，也可以在靜態代碼塊中對其賦值。

如果直接賦值的靜態字段被 final 所修飾，并且它的類型是基本類型或字符串時，那么該字段便會被 Java 編譯器標記成常量值（ConstantValue），其初始化直接由 Java 虛擬機完成。除此之外的直接賦值操作，以及所有靜態代碼塊中的代碼，則會被 Java 編譯器置于同一方法中，并把它命名為 < clinit >。

類加載的最后一步是初始化，便是為標記為常量值的字段賦值，以及執行 < clinit > 方法的過程。Java 虛擬機會通過加鎖來確保類的 < clinit > 方法僅被執行一次。

只有當初始化完成之后，類才正式成為可執行的狀態。

3.JVM 規范枚舉類的初始化被觸發的情況：

a.當虛擬機啟動時，初始化用戶指定的主類；

b.當遇到用以新建目標類實例的 new 指令時，初始化 new 指令的目標類；

c.當遇到調用靜態方法的指令時，初始化該靜態方法所在的類；

d.當遇到訪問靜態字段的指令時，初始化該靜態字段所在的類；

e.子類的初始化會觸發父類的初始化；

f.如果一個接口定義了 default 方法，那么直接實現或者間接實現該接口的類的初始化，會觸發該接口的初始化；

j.使用反射 API 對某個類進行反射調用時，初始化這個類；

h.當初次調用 MethodHandle 實例時，初始化該 MethodHandle 指向的方法所在的類。

到此，關于“Java類加載機制有哪些內容”的學習就結束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實踐的搭配能更好的幫助大家學習，快去試試吧！若想繼續學習更多相關知識，請繼續關注億速云網站，小編會繼續努力為大家帶來更多實用的文章！