快捷導(dǎo)航

Java中Klass模型與類加載的詳細(xì)機(jī)制

更新時(shí)間：2023年08月30日 09:54:46 作者：染指1110

這篇文章主要介紹了Java中Klass模型與類加載的詳細(xì)機(jī)制,java語(yǔ)言是在jvm中運(yùn)行而jvm是不認(rèn)識(shí)java代碼的我們使用javac編譯的class文件jvm是不認(rèn)識(shí)的所以有一個(gè)類加載的動(dòng)作這個(gè)動(dòng)作就是把class字節(jié)碼拼裝成一個(gè)klass類型,需要的朋友可以參考下

klass模型

klass模型是jvm中的數(shù)據(jù)類型，這個(gè)數(shù)據(jù)類型表示的是一個(gè)java類

java語(yǔ)言是在jvm中運(yùn)行而jvm是不認(rèn)識(shí)java代碼的，我們使用javac編譯的class文件jvm是不認(rèn)識(shí)的，所以有一個(gè)類加載的動(dòng)作，這個(gè)動(dòng)作就是把class字節(jié)碼拼裝成一個(gè)klass類型。

這個(gè)klass類型是c++中的一個(gè)類， klass里面有java類中的所有信息比如它的屬性、方法、修飾符等成為類的元信息。

這些信息放在元空間中，通過(guò)下面的klass類的繼承關(guān)系圖可以看出：

在這里插入圖片描述

metaspace 中文意思就是元空間，meatadata中文意思元數(shù)據(jù)，klass是c++中表示java類的數(shù)據(jù)類型。

klass下面又分為普通類型與數(shù)組類型，普通類型就是我們自己定義的java類一個(gè)java類，就是一個(gè)instanceKlass這個(gè)東西是放在方法區(qū)中，然后一個(gè)java類的對(duì)象就是一個(gè)instanceMirrorKlass，它是放在堆中。

而數(shù)組類型又分為兩種TypeArrayKlass用來(lái)表示一個(gè)基本數(shù)據(jù)類型的數(shù)組，ObjArrayKlass表示一個(gè)引用類型的數(shù)組。

數(shù)組是一個(gè)動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)類型，數(shù)組會(huì)在jvm運(yùn)行它的那一刻進(jìn)行創(chuàng)建，否則它沒(méi)有實(shí)體。

類的加載過(guò)程

類的加載由五個(gè)部分加載、驗(yàn)證、準(zhǔn)備、解析、初始化。

加載

就是把硬盤上的class文件加載到內(nèi)存，然后把它二進(jìn)制流中的數(shù)據(jù)讀取成一個(gè)klass，這時(shí)的加載只是加載了java類的信息，不包含屬性。

驗(yàn)證

就是驗(yàn)證這個(gè)class符不符合要求

準(zhǔn)備

這一步把靜態(tài)變量賦初值

在這里插入圖片描述

上面是靜態(tài)變量的默認(rèn)值靜態(tài)變量會(huì)存放在class對(duì)象中然后準(zhǔn)備這一步的作用。

如果在java代碼中寫

static int a;

它不會(huì)在clinit中把這個(gè)靜態(tài)變量賦值的操作寫進(jìn)去， clinit是編譯后的靜態(tài)代碼塊一個(gè)java類只會(huì)生成一個(gè)靜態(tài)代碼塊也就是只會(huì)生成一次clinit ，生成一次之后只會(huì)往clinit中按著順序往里添加被static修飾的代碼。

像這樣的寫法如果沒(méi)有準(zhǔn)備操作就不會(huì)往clinit中添加然后a就會(huì)被丟失

static int b = 0;

這樣寫， clinit中就會(huì)有b=0這樣的代碼，這個(gè)clinit會(huì)在初始化的時(shí)候調(diào)用。

在class加載的時(shí)候只加載了類信息屬性沒(méi)有被加載，而static是類加載的時(shí)候就會(huì)被創(chuàng)建可以直接用類名點(diǎn)屬性名，看類的加載機(jī)制這5步只有在準(zhǔn)備與初始化執(zhí)行靜態(tài)方法的時(shí)候才有賦值的動(dòng)作，而初始化執(zhí)行的靜態(tài)代碼塊是在java編譯的時(shí)候生成。

它生成的機(jī)制是靜態(tài)屬性必須有賦值操作，所以說(shuō)如果沒(méi)有準(zhǔn)備操作a就會(huì)被丟失，如果在類加載的過(guò)程中沒(méi)有賦值的操作就不會(huì)放到klass中，放不到klass中也就意味著在java類加載到堆中的時(shí)候也是什么變量都沒(méi)有的，準(zhǔn)備這一步操作就是為了可以把靜態(tài)變量放到klass中。

如果被final修飾，在編譯的時(shí)候會(huì)給屬性添加ConstantValue屬性，準(zhǔn)備階段直接完成賦值，即沒(méi)有賦初值這一步。

解析

解析就是把符號(hào)引用變?yōu)橹苯右茫?比如java代碼編制之后會(huì)把 int a = 3 這個(gè)3會(huì)寫到常量池。

常量池會(huì)給3分配一個(gè)地址，而符號(hào)引用就是a = 3在常量值中的地址，直接引用是指向運(yùn)行時(shí)常量池。

運(yùn)行時(shí)常量池就是把常量池中的3變成了存放3的內(nèi)存地址，然后就成了a=3的內(nèi)存內(nèi)地這樣叫直接引用。

初始化

執(zhí)行靜態(tài)代碼塊，完成靜態(tài)變量的賦值，它是在jvm層面加鎖的。

所以在java中new對(duì)象的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)死鎖比如：

現(xiàn)在有線程a跟b，

a的run方法中是先讓它睡眠1毫秒然后創(chuàng)建b的對(duì)象，就是new b();

b的run方法中是創(chuàng)建a對(duì)象就是new a();

然后在main方法中執(zhí)行a與b的start方法，先讓a執(zhí)行start()方法這樣就會(huì)有很大幾率觸發(fā)創(chuàng)建對(duì)象的死鎖。

還有如果靜態(tài)屬性的位置有鎖變化會(huì)導(dǎo)致最終的結(jié)果發(fā)生變化。

比如

public class A{
	static int a;
	static A a = new A();
	stataic int b = 1;
	public A(){
	   a++;
	   b++;
	}
}

然后在main方法中打印，屬性a與屬性b他們的結(jié)果是 1跟1

這樣的現(xiàn)象導(dǎo)致的原因就是，屬性a沒(méi)有賦值就不會(huì)生成到clinit中，然后clinit會(huì)根據(jù)代碼順序生成，也就是new A()操作會(huì)在第一個(gè) a是在準(zhǔn)備階段賦初值是0然后b也在準(zhǔn)備節(jié)點(diǎn)賦初值是0，然后到了初始化這里，執(zhí)行clinit靜態(tài)代碼塊首先執(zhí)行new A()在A的構(gòu)造方法中進(jìn)行了a與b的自增這時(shí)都是1然后就執(zhí)行完，執(zhí)行完new A() 之后就執(zhí)行b=1;的賦值操作，所以就導(dǎo)致了結(jié)果是1,1。