Class文件和JVM的恩怨情仇

类的加载时机

现在我们例子中生成的两个.class文件都会直接被加载到JVM中吗？？

虚拟机规范则是严格规定了有且只有5种情况必须立即对类进行“初始化”(class文件加载到JVM中)：

• 创建类的实例(new 的方式)。访问某个类或接口的静态变量，或者对该静态变量赋值，调用类的静态方法
• 反射的方式
• 初始化某个类的子类，则其父类也会被初始化
• Java虚拟机启动时被标明为启动类的类，直接使用java.exe命令来运行某个主类（包含main方法的那个类）
• 当使用JDK1.7的动态语言支持时(....)

所以说：

• Java类的加载是动态的，它并不会一次性将所有类全部加载后再运行，而是保证程序运行的基础类(像是基类)完全加载到jvm中，至于其他类，则在需要的时候才加载。这当然就是为了节省内存开销。

如何将类加载到jvm

class文件是通过类的加载器装载到jvm中的！

Java默认有三种类加载器：

 

各个加载器的工作责任：

• 1）Bootstrap ClassLoader：负责加载$JAVA_HOME中jre/lib/rt.jar里所有的class，由C++实现，不是ClassLoader子类
• 2）Extension ClassLoader：负责加载java平台中扩展功能的一些jar包，包括$JAVA_HOME中jre/lib/*.jar或-Djava.ext.dirs指定目录下的jar包
• 3）App ClassLoader：负责记载classpath中指定的jar包及目录中class

工作过程：

• 1、当AppClassLoader加载一个class时，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把类加载请求委派给父类加载器ExtClassLoader去完成。
• 2、当ExtClassLoader加载一个class时，它首先也不会自己去尝试加载这个类，而是把类加载请求委派给BootStrapClassLoader去完成。
• 3、如果BootStrapClassLoader加载失败（例如在$JAVA_HOME/jre/lib里未查找到该class），会使用ExtClassLoader来尝试加载；
• 4、若ExtClassLoader也加载失败，则会使用AppClassLoader来加载
• 5、如果AppClassLoader也加载失败，则会报出异常ClassNotFoundException

其实这就是所谓的双亲委派模型。简单来说：如果一个类加载器收到了类加载的请求，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把请求委托给父加载器去完成，依次向上。

好处：

• 防止内存中出现多份同样的字节码(安全性角度)

特别说明：

• 类加载器在成功加载某个类之后，会把得到的 java.lang.Class类的实例缓存起来。下次再请求加载该类的时候，类加载器会直接使用缓存的类的实例，而不会尝试再次加载。

类加载详细过程

加载器加载到jvm中，接下来其实又分了好几个步骤：

• 加载，查找并加载类的二进制数据，在Java堆中也创建一个java.lang.Class类的对象。
• 连接，连接又包含三块内容：验证、准备、初始化。
• 1）验证，文件格式、元数据、字节码、符号引用验证；
• 2）准备，为类的静态变量分配内存，并将其初始化为默认值；
• 3）解析，把类中的符号引用转换为直接引用
• 初始化，为类的静态变量赋予正确的初始值。

 

JIT即时编辑器

一般我们可能会想：JVM在加载了这些class文件以后，针对这些字节码，逐条取出，逐条执行-->解析器解析。

但如果是这样的话，那就太慢了！

我们的JVM是这样实现的：

• 就是把这些Java字节码重新编译优化，生成机器码，让CPU直接执行。这样编出来的代码效率会更高。
• 编译也是要花费时间的，我们一般对热点代码做编译，非热点代码直接解析就好了。

热点代码解释：一、多次调用的方法。二、多次执行的循环体

使用热点探测来检测是否为热点代码，热点探测有两种方式：

• 采样
• 计数器

目前HotSpot使用的是计数器的方式，它为每个方法准备了两类计数器：

• 方法调用计数器（Invocation Counter）
• 回边计数器（Back EdgeCounter）。
• 在确定虚拟机运行参数的前提下，这两个计数器都有一个确定的阈值，当计数器超过阈值溢出了，就会触发JIT编译。

 

回到例子中

按我们程序来走，我们的Java3yTest.class文件会被AppClassLoader加载器(因为ExtClassLoader和BootStrap加载器都不会加载它[双亲委派模型])加载到JVM中。

随后发现了要使用Java3y这个类，我们的Java3y.class文件会被AppClassLoader加载器(因为ExtClassLoader和BootStrap加载器都不会加载它[双亲委派模型])加载到JVM中

 

 

 

最后

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