序言

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JVM是Java Virtual Machine（Java虛擬機(jī)）的縮寫，JVM是一種用于計算設(shè)備的規(guī)范，它是一個虛構(gòu)出來的計算機(jī)，是通過在實際的計算機(jī)上仿真模擬各種計算機(jī)功能來實現(xiàn)的。

引入Java語言虛擬機(jī)后，Java語言在不同平臺上運(yùn)行時不需要重新編譯。Java語言使用Java虛擬機(jī)屏蔽了與具體平臺相關(guān)的信息，使得Java語言編譯程序只需生成在Java虛擬機(jī)上運(yùn)行的目標(biāo)代碼（字節(jié)碼），就可以在多種平臺上不加修改地運(yùn)行。

1.JVM 類加載機(jī)制
JVM 類加載機(jī)制分為五個部分：加載，驗證，準(zhǔn)備，解析，初始化，下面我們就分別來看一下這五個過程。

2..加載

加載是類加載過程中的一個階段，這個階段會在內(nèi)存中生成一個代表這個類的 java.lang.Class 對象，作為方法區(qū)這個類的各種數(shù)據(jù)的入口。注意這里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(yùn)行時計算生成（動態(tài)代理），也可以由其它文件生成（比如將 JSP 文件轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的 Class 類）。

3.驗證

這一階段的主要目的是為了確保 Class 文件的字節(jié)流中包含的信息是否符合當(dāng)前虛擬機(jī)的要求，并且不會危害虛擬機(jī)自身的安全。

4.準(zhǔn)備

準(zhǔn)備階段是正式為類變量分配內(nèi)存并設(shè)置類變量的初始值階段，即在方法區(qū)中分配這些變量所使用的內(nèi)存空間。注意這里所說的初始值概念，比如一個類變量定義為：

實際上變量 v 在準(zhǔn)備階段過后的初始值為 0 而不是 8080，將 v 賦值為 8080 的 put static 指令是程序被編譯后，存放于類構(gòu)造器<client>方法之中。

但是注意如果聲明為：

在編譯階段會為 v 生成 ConstantValue 屬性，在準(zhǔn)備階段虛擬機(jī)會根據(jù) ConstantValue 屬性將 v賦值為 8080。

5.解析

解析階段是指虛擬機(jī)將常量池中的符號引用替換為直接引用的過程。符號引用就是 class 文件中的：

1. CONSTANT_Class_info

2. CONSTANT_Field_info

3. CONSTANT_Method_info

等類型的常量。

6. 符號引用

符號引用與虛擬機(jī)實現(xiàn)的布局無關(guān)，引用的目標(biāo)并不一定要已經(jīng)加載到內(nèi)存中。各種虛擬機(jī)實現(xiàn)的內(nèi)存布局可以各不相同，但是它們能接受的符號引用必須是一致的，因為符號引用的字面量形式明確定義在 Java 虛擬機(jī)規(guī)范的 Class 文件格式中。

7. 直接引用

直接引用可以是指向目標(biāo)的指針，相對偏移量或是一個能間接定位到目標(biāo)的句柄。如果有了直接引用，那引用的目標(biāo)必定已經(jīng)在內(nèi)存中存在。

8.初始化

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(dǎo)。到了初始階段，才開始真正執(zhí)行類中定義的 Java 程序代碼。

9. 類構(gòu)造器<client>

初始化階段是執(zhí)行類構(gòu)造器<client>方法的過程。<client>方法是由編譯器自動收集類中的類變量的賦值操作和靜態(tài)語句塊中的語句合并而成的。虛擬機(jī)會保證子<client>方法執(zhí)行之前，父類的<client>方法已經(jīng)執(zhí)行完畢，如果一個類中沒有對靜態(tài)變量賦值也沒有靜態(tài)語句塊，那么編譯器可以不為這個類生成<client>()方法。

注意以下幾種情況不會執(zhí)行類初始化：

1. 通過子類引用父類的靜態(tài)字段，只會觸發(fā)父類的初始化，而不會觸發(fā)子類的初始化。

2. 定義對象數(shù)組，不會觸發(fā)該類的初始化。

3. 常量在編譯期間會存入調(diào)用類的常量池中，本質(zhì)上并沒有直接引用定義常量的類，不會觸發(fā)定義常量所在的類。

4. 通過類名獲取 Class 對象，不會觸發(fā)類的初始化。

5. 通過 Class.forName 加載指定類時，如果指定參數(shù) initialize 為 false 時，也不會觸發(fā)類初始化，其實這個參數(shù)是告訴虛擬機(jī)，是否要對類進(jìn)行初始化。

6. 通過 ClassLoader 默認(rèn)的 loadClass 方法，也不會觸發(fā)初始化動作。

10. 類加載器

虛擬機(jī)設(shè)計團(tuán)隊把加載動作放到 JVM 外部實現(xiàn)，以便讓應(yīng)用程序決定如何獲取所需的類，JVM 提供了 3 種類加載器：

11. 啟動類加載器(Bootstrap ClassLoader)

1. 負(fù)責(zé)加載 JAVA_HOME\lib 目錄中的，或通過-Xbootclasspath 參數(shù)指定路徑中的，且被虛擬機(jī)認(rèn)可（按文件名識別，如 rt.jar）的類。

12. 擴(kuò)展類加載器(Extension ClassLoader)

1. 負(fù)責(zé)加載 JAVA_HOME\lib\ext 目錄中的，或通過 java.ext.dirs 系統(tǒng)變量指定路徑中的類庫。

13. 應(yīng)用程序類加載器(Application ClassLoader)：

1. 負(fù)責(zé)加載用戶路徑（classpath）上的類庫。

JVM 通過雙親委派模型進(jìn)行類的加載，當(dāng)然我們也可以通過繼承 java.lang.ClassLoader實現(xiàn)自定義的類加載器。

14. 雙親委派

當(dāng)一個類收到了類加載請求，他首先不會嘗試自己去加載這個類，而是把這個請求委派給父類去完成，每一個層次類加載器都是如此，因此所有的加載請求都應(yīng)該傳送到啟動類加載其中，只有當(dāng)父類加載器反饋自己無法完成這個請求的時候（在它的加載路徑下沒有找到所需加載的Class），子類加載器才會嘗試自己去加載。

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(jìn)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。

15. OSGI（動態(tài)模型系統(tǒng)）

OSGi(Open Service Gateway Initiative)，是面向 Java 的動態(tài)模型系統(tǒng)，是 Java 動態(tài)化模塊化系統(tǒng)的一系列規(guī)范。

16. 動態(tài)改變構(gòu)造

OSGi 服務(wù)平臺提供在多種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上無需重啟的動態(tài)改變構(gòu)造的功能。為了最小化耦合度和促使這些耦合度可管理，OSGi 技術(shù)提供一種面向服務(wù)的架構(gòu)，它能使這些組件動態(tài)地發(fā)現(xiàn)對方。

17. 模塊化編程與熱插拔

OSGi 旨在為實現(xiàn) Java 程序的模塊化編程提供基礎(chǔ)條件，基于 OSGi 的程序很可能可以實現(xiàn)模塊級的熱插拔功能，當(dāng)程序升級更新時，可以只停用、重新安裝然后啟動程序的其中一部分，這對企業(yè)級程序開發(fā)來說是非常具有誘惑力的特性。OSGi 描繪了一個很美好的模塊化開發(fā)目標(biāo)，而且定義了實現(xiàn)這個目標(biāo)的所需要服務(wù)與架構(gòu)，同時也有成熟的框架進(jìn)行實現(xiàn)支持。但并非所有的應(yīng)用都適合采用 OSGi 作為基礎(chǔ)架構(gòu)，它在提供強(qiáng)大功能同時，也引入了額外的復(fù)雜度，因為它不遵守了類加載的雙親委托模型。

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文章名稱：JVM的類加載機(jī)制和應(yīng)用-創(chuàng)新互聯(lián)
網(wǎng)頁網(wǎng)址：http://chinadenli.net/article6/edgig.html

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