JVM---類載入子系統
阿新 • • 發佈：2022-03-25
/**
* 【JVM-類載入子系統-作用】
* 負責 從檔案系統 或 網路中載入class檔案；
* ClassLoader 只負責 class檔案的載入，至於 是否可以執行，由 Execution Engine決定；
* 載入的 類元資料資訊 存放於 方法區的記憶體空間；
* （除了類元資料資訊外，方法區還會存放執行時常量池資訊：字串字面量、數字常量[這部分常量資訊 是class檔案中常量池部分的記憶體對映]）
*/
/**
* 【JVM-類載入子系統-類載入】
* 載入loading：
* a,通過 類的全限定名 獲取定義此類的 二進位制位元組流；
* 載入class檔案方式：
* 本地檔案系統；
* 網路；
* jar,war,zip包...
* 執行時計算生成：動態代理...
* 其他檔案生成：JSP
* ...
*
* b,將 定義類的 靜態儲存結構 轉化為 方法區的執行時資料結構；
* c,在 記憶體中 生成一個代表 該類的java.lang.Class物件，作為 方法區 這個類的各種元資料資訊 的訪問入口；
*
*
* 連結linking：
* a,驗證verify：
* 檔案格式校驗
* 開頭是否以0xCAFEBABE
* ...
* 元資料驗證
* 進行語義分析：是否有父類？是否繼承final類？...
* 位元組碼驗證
* 符號引用驗證
*
* b,準備prepare：
* 為 static變數 在方法區 分配記憶體，並 賦初始值；
* 對於 final static 變數，編譯時就已經設定初始值，準備階段 顯式 初始化；
*
* c,解析resolve：
* 將 常量池 中的 符號引用 轉化為 直接引用；
*
*
* 初始化initialization：
* 執行 <clinit>() 的過程；
*
* <clinit>():
* 1、來源：
* javac編譯器 自動收集 類中 所有 static 變數的 賦值內容 （包括 static{} 的內容）；
*
* 2、指令執行順序 ：
* 宣告順序 ；
* eg:
* static {
* a = 2;
* System.out.println(a); // 報錯：非法前向引用
* }
*
* private static int a = 1;
*
* 先使用-後宣告：
* static變數a 在linking-prepare時 已經賦初始值0，所以 初始化階段執行<clinit>() 是可以的；
* 【僅允許賦值，不允許呼叫】；
*
* <clinit>()：
* iconst_2
* putstatic
* iconst_1
* putstatic
* return
*
* 3、如果 類 中沒有 static 變數 、沒有 static 程式碼塊， javac編譯後不會生成 <clinit>()；
* <init> ：
* 類的構造器；
* 任何一個類聲明後，內部至少存在一個類的構造器；
*
* 4、執行 子類的 <clinit>() 前 ，必須 保證 父類的<clinit>()執行完畢；
*
* 5、JVM 必須 保證 一個類的<clinit>() 在多執行緒 下 被 同步加鎖；
*
*/
/**
* 【JVM-類載入子系統-類載入器】
* JVM支援2種類型的類載入器：
* 引導類載入器Bootstrap ClassLoader：
* 自定義類載入器：
* JVM規範中，將所有派生於ClassLoader的類載入器 稱為 自定義類載入器；
*
* sun.misc.Launcher 是一個JVM的入口應用；
* public class Launcher {
* static class AppClassLoader extends URLClassLoader {}
*
* static class ExtClassLoader extends URLClassLoader {}
* }
*
* java.net.URLClassLoader
* public class URLClassLoader extends SecureClassLoader implements Closeable {}
*
* java.security.SecureClassLoader
* public class SecureClassLoader extends ClassLoader {}
*
* java.lang.ClassLoader
* public abstract class ClassLoader {}
*
*
* 引導類載入器、拓展類載入器、系統類載入器、使用者自定義類載入器 的關係：
* 包含關係 （不是上下層、不是繼承關係）
*
* 類載入器之間的這種層級關係，稱為 類載入器的雙親委派模型；
* 雙親委派模型 要求 除了頂層的啟動類載入器外，其餘的類載入器應有自己的父類載入器；
* 父子關係不會以繼承的關係實現，而是使用組合關係來複用父類載入器；
*
* a,引導類載入器Bootstrap ClassLoader
* 使用 C/C++實現，巢狀在JVM內部；
* 不繼承自java.lang.ClassLoader，無父類載入器；
* 載入 拓展類載入器 、系統類載入器；
* 出於安全考慮，Bootstrap ClassLoader只加載java、javax、sun等開頭的類；
* 作用：
* 載入 Java的核心類庫
* （java_home/jre/lib/rt.jar、resources.jar或sun.boot.class.path路徑下的內容）
* 用於JVM自身需要的類；
*
* URL[] urLs = sun.misc.Launcher.getBootstrapClassPath().getURLs();
* for(URL url : urLs){
* System.out.println(url.toExternalForm());
* }
*
* //file:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_151.jdk/Contents/Home/jre/lib/resources.jar
* //file:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_151.jdk/Contents/Home/jre/lib/rt.jar
* //file:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_151.jdk/Contents/Home/jre/lib/sunrsasign.jar
* //file:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_151.jdk/Contents/Home/jre/lib/jsse.jar
* //file:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_151.jdk/Contents/Home/jre/lib/jce.jar
* //file:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_151.jdk/Contents/Home/jre/lib/charsets.jar
* //file:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_151.jdk/Contents/Home/jre/lib/jfr.jar
* //file:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_151.jdk/Contents/Home/jre/classes
*
* b,拓展類載入器ExtClassLoader
* 使用Java實現，sun.misc.Launcher.ExtClassLoader；
* 繼承自ClassLoader；
* 作用：
* 載入 jre/lib/ext 目錄下的類庫；
*
* String property = System.getProperty("java.ext.dirs");
* for(String path : property.split(":")){
* System.out.println(path);
* }
*
* // /Users/an/Library/Java/Extensions
* // /Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_151.jdk/Contents/Home/jre/lib/ext
* // /Library/Java/Extensions
* // /Network/Library/Java/Extensions
* // /System/Library/Java/Extensions
* // /usr/lib/java
*
*
* c,系統類載入器
* 使用Java實現，sun.misc.Launcher.AppClassLoader；
* 繼承自ClassLoader；
* 作用：
* 載入 classpath或java.class.path 下 使用者 自定義類；
*
* d,使用者自定義類載入器
* 為什麼要自定義？
* a,隔離 載入類；
* b,修改 類的載入方式；
* c,拓展 載入源；
* d,防止 原始碼洩漏；
*
* 自定義步驟：
* 第一種：
* a,繼承 java.lang.ClassLoader
* b,重寫 findClass()
*
* 第二種：
* 如果沒有過多的邏輯，可以直接 繼承 java.net.URLClassLoader；
*
* java.lang.ClassLoader
* public abstract class ClassLoader {
*
* // 根據 class全限定名稱 載入Class
* public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {}
* }
*
*/
/**
* 【JVM-類載入子系統-雙親委派機制】
* JVM 對 class檔案 採用的是 按需載入（使用該類時，再進行載入）；
* 載入 某個class檔案時，採用 雙親委派機制 （把 載入請求 交由 上級載入器 載入）；
* 如果 上級 類載入器 不能完成 類的載入，才由 本級類載入器 去載入；
*
* 優勢：
* 避免類的重複載入；
* 保護程式安全，防止 核心 API 被篡改；
* eg:
* 自定義 java.lang.String類...
*/
/**
* 【JVM-類載入子系統-其他】
* 在同一個JVM中，表示2個class物件是否一致的必要條件： 類全限定名 + ClassLoader
* a, 類的全限定名稱相同
* b, 載入該類的ClassLoader相同
*/