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类加载的过程是指将类的.class文件加载到JVM内存当中并对数据进行处理最终形成可以被JVM使用的Java的类型的过程。

总结流程

自动生成的类初始化方法在类加载的“初始化”阶段执行用于执行静态变量赋值和静态代码块在这个阶段才会把用户指定的初始值覆盖掉之前准备阶段赋予的零值。

我首先类加载的核心目的是将类的.class文件加载到JVM内存当中对数据进行操作后形成可以被JVM使用的Java的类型的过程。

这部分操作分为三个阶段加载链接初始化而链接又分为验证准备解析。

加载阶段JVM会寻找Class文件将类的字节码数据包括类结构信息字段方法常量池等解析后存入方法区当中在堆当中创建Class对象这个对象是java.lang.Class的实例作为反射入口并提供访问方法区当中类元数据的接口。

链接当中的验证阶段会对应的检查.class文件是否安全合法准备阶段会对static变量在方法区分配内存并设置默认值解析阶段会将方法区类的常量池的符号引用转变为直接引用存在延迟解析策略初始化阶段JVM会执行clinit()方法会给static变量赋予程序设定的值执行存在static的代码块。

加载阶段会将Class文件中的常量池内容加载到方法区当中变为运行时常量池static

final在主备阶段就会为变量赋予程序设定的值实例变量及其所属的对象数据只有在程序执行到

new

方法作为Java程序的执行入口其栈帧在虚拟机栈中创建负责启动程序逻辑并可能触发后续的对象创建和堆内存分配。

延迟解析是JVM内部的自动化优化策略目的是避免在类加载阶段解析所有可能未使用的符号引用。

在JDK7及之前永久代是对方法区的具体实现并且永久代存储在堆内存当中他的大小受JVM堆参数的限制。

在JDK8及之后方法区这个概念依旧存在但是不再使用永久代方法区的实现被替代成元空间元空间不再使用堆内存使用的是本地内存。

AI分点

它的核心目的是将编译后的Java类.class文件加载到JVM内存中经过转换和处理最终形成JVM可以直接使用的Java类型即Class对象。

整个过程主要分为三个阶段加载Loading、链接Linking、初始化Initialization其中链接阶段又细分为验证Verification、准备Preparation、解析Resolution。

将字节流所代表的静态结构解析并转换为方法区在HotSpot等JVM中常由元空间实现内的运行时数据结构存储类结构、字段、方法、常量池等信息。

在堆内存中创建一个java.lang.Class对象。

该对象是访问方法区中类元数据的入口也是Java反射机制的基石。

对加载的字节码进行严格检查确保其符合JVM规范、格式正确、逻辑安全不会危害虚拟机自身。

在方法区中为类变量static变量分配内存空间并设置该数据类型的默认初始值零值如0,

0L,

static修饰的基本类型和String字面量常量在此阶段就会被直接赋值为程序中定义的值)。

将运行时常量池中的符号引用如类/接口全名、字段名和描述符、方法名和描述符替换为直接引用指向目标在内存中的具体指针、偏移量或句柄。

解析动作可以发生在初始化之前也可能采用延迟策略等到该符号引用第一次被主动使用时才进行。

初始化

JVM执行编译器自动生成的类构造器clinit()方法。

这个方法由类中所有类变量赋值语句和静态代码块static

clinit()方法的主要作用是为类变量赋予程序中定义的初始值覆盖准备阶段设置的零值并执行静态块中的逻辑。

关键点

JVM会确保一个类的clinit()方法在多线程环境下被正确地加锁同步线程安全且只被执行一次。

至此类就完成了加载过程可以被JVM用来创建实例、访问静态成员、调用方法等。

JVM内存模型

内存分配在堆中分配内存指针碰撞/空闲列表/TLAB内存管理器3.

设置对象头写入

建立引用关联将堆中对象地址绑定到栈帧的局部变量运行时数据区协作

双亲委派机制

“类加载请求优先委派给父加载器”只有所有父加载器都无法完成加载时返回

null

ClassNotFoundException子加载器才会尝试自己加载。

安全性防止用户自定义类冒充核心类如伪造

通过这种机制Java实现了类加载的层次结构。

它可以确保类的加载是有序的从最高级的类加载器向下避免了重复加载、可以保证安全性确保Java当中的核心类库只能由启动类加载器加载从而防止用户自定义同名类被加载。

并且可以自定义类加载器实现特定的加载策略。

启动类加载器加载

当需要加载一个类时子类加载器收到请求会向上委派直到启动类加载器Bootstrap加载成功则返回结果失败将返回null表示无法加载下一级接收到返回值null然后在下一级类加载器的路径下尝试如果所有的父类都失败子类加载器调用自身的findClass()进行加载如果自身的加载机制仍然无法加载该类则会抛出ClassNotFoundException异常。

打破双亲委派机制

方案可以自定义一个类加载器继承自ClassLoader类并重写loadClass方法。

在LoadClass方法当中我们可以自定义类的加载逻辑。

垃圾回收机制

概念垃圾回收是JVM的一种内存管理机制他会自动回收不再被使用的对象占用的内存空间从而避免手动释放内存的操作。

在堆内存当中从垃圾回收的范围上说一般分为两种正对新生代的垃圾回收动作叫做MinorGC也叫做YoungGC针对老年代的垃圾回收动作叫做MajorGC由于MajorGc发生的时候通常也会伴随着MinorGC。

FullGC针对整个堆内存

从一系列被称为GC

Roots的根对象出发沿着对象之间的引用链进行搜索。

所有能被GC

三种核心回收算法

从GCRoots出发遍历整个对象图标记出所有的存活对象对象头设置标志位扫描内存将未被标记的对象占用的内存块加入空闲列表产生不连续内存碎片。

当碎片无法满足大内存分配时触发

Full

空闲列表是管理碎片化内存的核心数据结构用于解决标记-清除算法产生的内存碎片问题。

空闲列表是一个记录堆内存当中所有空闲内存块位置和大小的双向链表。

清除阶段不会物理擦除垃圾对象数据而是将其占用的内存块加入空闲列表。

后续分配新对象时从空闲列表搜索合适碎片分配。

若无足够连续碎片则触发

Full

将新生代内存分为三个区域一个是Eden伊甸区一个是Survivor0(From空间)一个是Survivor1(To空间)。

Eden满时触发MoniorGC标记Eden区和From区的存活对象将存活对象复制到To区更新所有指向这些对象的引用地址清空Eden区和From区交换From/To的角色。

“Eden

从GCRoots出发遍历整个对象图标记所有的存活对象将所有的存活对象向内存起始端滑动使其连续排列同时更新对象的内存引用。

最后回收标记对象区域外的碎片空间。

垃圾回收器

负责老年代回收采用标记-整理算法。

两者均为单线程工作模式垃圾回收时触发

STWStop-The-World所有用户线程暂停待回收完成后恢复。

Parallel

Scavenge的并发增强版搭配CMS使用CMS作为首个并发老年代收集器。

初始标记STW标记GCRoots直接关联的对象并发标记用户线程与标记线程并发执行重新标记STW:修正并发期间的引用变更。

并发清除清理垃圾对象。

与用户线程并发执行

最新G1

G1分区Eden/Suriver/Old逻辑分代物理统一同一个区域的2024个

java

static存储位置堆对象实例内部静态变量在方法区实例变量在堆