面试官：说一下类加载的过程

加载

当我们要使用一个类的时候，要通过ClassLoader将类加载到内存中

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「类加载阶段主要完成如下三件事情」

  • 通过全类名，获取类的二进制流
  • 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，作为方法区这个类的访问入口

「通过全类名，获取类的二进制流的方式有很多种」

  1. 从zip压缩包中获取
  2. 从网络中获取
  3. 运行时计算生成，如动态代理技术
  4. ...

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

链接

「链接这个阶段主要分为3个部分，验证，准备，解析」

验证

「验证阶段主要是确保Class文件的格式正确，运行时不会危害虚拟机的安全」

验证阶段的规则很多，但大致分为如下4个阶段

「具体详细的内容，我就不详细解释了，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
int0
long0L
float0.0f
double0.0d
booleanfalse
char'\u0000'
referencenull

「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?

  1. 类静态变量为基本数据类型，并且被final修饰
  2. 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

 
 
 
 
      
  
  
  
  1. public class Person { 
    2.   
  
  
  
  2.  
    3.   
  
  
  
  3.     private static int age = 10; 
    4.   
  
  
  
  4.     private static final int length = 160; 
    5.   
  
  
  
  5.     private static final String name = "name"; 
    6.   
  
  
  
  6.     private static final String loc = new String("loc"); 
    7.   
  
  
  
  7. } 
    8.

「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

 
 
 
 
      
  
  
  
  1. public class Student { 
    2.   
  
  
  
  2.  
    3.   
  
  
  
  3.     private String name; 
    4.   
  
  
  
  4.     private int age; 
    5.   
  
  
  
  5.  
    6.   
  
  
  
  6.     public String getName() { 
    7.   
  
  
  
  7.         return this.name; 
    8.   
  
  
  
  8.     } 
    9.   
  
  
  
  9. } 
    10.

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)。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

 
 
 
 
      
  
  
  
  1. public class Student { 
    2.   
  
  
  
  2.  
    3.   
  
  
  
  3.     private String name; 
    4.   
  
  
  
  4.     private int age = 10; 
    5.   
  
  
  
  5.     private static int gender = 1; 
    6.   
  
  
  
  6.  
    7.   
  
  
  
  7.     { 
    8.   
  
  
  
  8.         System.out.println("构造代码块"); 
    9.   
  
  
  
  9.     } 
    10.   
  
  
  
  10.  
    11.   
  
  
  
  11.     static { 
    12.   
  
  
  
  12.         System.out.println("静态代码块"); 
    13.   
  
  
  
  13.     } 
    14.   
  
  
  
  14.  
    15.   
  
  
  
  15.     public Student() { 
    16.   
  
  
  
  16.         System.out.println("构造函数"); 
    17.   
  
  
  
  17.     } 
    18.   
  
  
  
  18.  
    19.   
  
  
  
  19.     public String getName() { 
    20.   
  
  
  
  20.         return this.name; 
    21.   
  
  
  
  21.     } 
    22.   
  
  
  
  22. } 
    23.

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

从字节码的角度分析一波

「 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

「 方法」

从字节码可以看到 方法的主要逻辑为

  1. 执行静态变量的赋值语句
  2. 执行静态代码块中的语句
  3. 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」

  1. 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)
  2. 构造代码块和非静态成员变量，执行顺序由编写顺序决定
  3. 构造函数

「有继承情况的执行顺序」

  1. 父类的静态(静态代码块，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)
  2. 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
  3. 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

  1. 需要保证堆中的Sample类及其子类都已经被回收
  2. 加载Sample类的MyClassLoader已经被回收
  3. 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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网站名称：面试官：说一下类加载的过程
网页链接：http://www.mswzjz.cn/qtweb/news14/121014.html

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