尚硅谷2020最新版宋红康JVM教程-中篇-第3章类的加载过程(类的生命周期)详解-2-过程一:Loading(加载)阶段

    科技2025-10-15  3

    加载完成的操作

    加载的理解

    所谓加载,简而言之就是将Java类的字节码文件加载到机器内存中,并在内存中构建出Java类的原型——类模板对象。所谓类模板对象,其实就是Java类在]VM内存中的一个快照,JVM将从字节码文件中解析出的常量池、类字段、类方法等信息存储到类模板中,这样]VM在运行期便能通过类模板而获取Java类中的任意信息,能够对Java类的成员变量进行遍历,也能进行Java方法的调用。反射的机制即基于这一基础。如果JVM没有将Java类的声明信息存储起来,则JVM在运行期也无法反射。

    加载完成的操作

    加载阶段,简言之,查找并加载类的二进制数据,生成Class的实例。在加载类时,Java虚拟机必须完成以下3件事情: 通过类的全名,获取类的二进制数据流。解析类的二进制数据流为方法区内的数据结构(Java类模型)创建java.lang.Class类的实例,表示该类型。作为方法区这个类的各种数据的访问入口

    二进制流的获取方式

    对于类的二进制数据流,虚拟机可以通过多种途径产生或获得。(只要所读取的字节码符合JVM规范即可) 虚拟机可能通过文件系统读入一个class后缀的文件(最常见)读入jar、zip等归档数据包,提取类文件。事先存放在数据库中的类的二进制数据使用类似于HTTP之类的协议通过网络进行加载在运行时生成一段class的二进制信息等 在获取到类的二进制信息后,Java虚拟机就会处理这些数据,并最终转为一个java.lang.Class的实例。如果输入数据不是ClassFile的结构,则会抛出ClassFormatError。

    类模型与Class实例的位置

    类模型的位置

    加载的类在JVM中创建相应的类结构,类结构会存储在方法区(JDKl.8之前:永久代;J0Kl.8及之后:元空间)。

    Class实例的位置

    类将.class文件加载至元空间后,会在堆中创建一个Java.lang.Class对象,用来封装类位于方法区内的数据结构,该Class对象是在加载类的过程中创建的,每个类都对应有一个Class类型的对象。

    外部可以通过访问代表order类的Class对象来获取Order的类数据结构。

    说明

    Class类的构造方法是私有的,只有JVM能够创建。java.lang.Class实例是访问类型元数据的接口,也是实现反射的关键数据、入口。通过class类提供的接口,可以获得目标类所关联的.class文件中具体的数据结构:方法、字段等信息。

    代码举例

    /** * 通过cLass类,获得了java.Lang.string类的所有方法信息,并打印方法访问标识符、描述符 */ public class LoadingTest { public static void main(String[] args) { try { Class clazz = Class.forName("java.lang.String"); //获取当前运行时类声明的所有方法 Method[] ms = clazz.getDeclaredMethods(); for (Method m : ms) { //获取方法的修饰符 String mod = Modifier.toString(m.getModifiers()); System.out.print(mod + ""); //获取方法的返回值类型 String returnType = (m.getReturnType()).getSimpleName(); System.out.print(returnType + ""); //获取方法名 System.out.print(m.getName() + "("); //获取方法的参数列表 Class<?>[] ps = m.getParameterTypes(); if (ps.length == 0) System.out.print(')'); for (int i = 0; i < ps.length; i++) { char end = (i == ps.length - 1) ? ')' : ','; //获取参教的类型 System.out.print(ps[i].getSimpleName() + end); } } } catch (ClassNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } } }

    该 Java.lang.Class对象是单实例的 ,无论这个类创建了多少个对象,他的Class对象时唯一的。 而 加载并获取该Class对象可以通过三种途径:Class.forName(类的全路径)、实例对象.class(属性)、实例对象getClass()

    数组类的加载

    创建数组类的情况稍微有些特殊,因为数组类本身并不是由类加载器负责创建,而是由JVM在运行时根据需要而直接创建的,但数组的元素类型仍然需要依靠类加载器去创建。创建数组类(下述简称A)的过程:

    1.如果数组的元素类型是引用类型,那么就遵循定义的加载过程递归加载和创建数组A的元素类型;2.JVM使用指定的元素类型和数组维度来创建新的数组类。

    如果数组的元素类型是引用类型,数组类的可访问性就由元素类型的可访问性决定。否则数组类的可访问性将被缺省定义为public。

    比如int[]是基本类型,String[]和Object[]是引用类型

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