面试官：说一下类加载的过程（10张图解）

Java后端技术全栈

发布时间：2023-08-23 15:05:47

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来源于Java后端技术全栈

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加载

当我们要使用一个类的时候，要通过ClassLoader将类加载到内存中

「类加载阶段主要完成如下三件事情」

通过全类名，获取类的二进制流
解析类的二进制流为方法区内的数据结构
创建一个java.lang.Class类的实例，表示该类型，作为方法区这个类的访问入口

「通过全类名，获取类的二进制流的方式有很多种」

从zip压缩包中获取
从网络中获取
运行时计算生成，如动态代理技术
...

「对于非数组类型的加载阶段，即可以使用Java虚拟机内置的类加载器去完成，也可以使用用户自定义的类加载器去完成」

链接

「链接这个阶段主要分为3个部分，验证，准备，解析」

验证

「验证阶段主要是确保Class文件的格式正确，运行时不会危害虚拟机的安全」

验证阶段的规则很多，但大致分为如下4个阶段面试官：说一下类加载的过程（10张图解）「具体详细的内容，我就不详细解释了，可以看《深入理解Java虚拟机》，本篇文章偏向于做一个总结，把握类加载的一个整体流程，而不对细节进行阐述」

准备

「准备阶段主要是为类的静态变量分配内存，并将其初始化为默认值」

常见的数据类型的默认值如下

数据类型	默认值
byte	(byte)0
short	(short)0
int	0
long	0L
float	0.0f
double	0.0d
boolean	false
char	'\u0000'
reference	null

「如果类静态变量的字段属性表中存在ConstantValue属性，则直接执行赋值语句」

那么什么情况下类静态变量的字段属性表中存在ConstantValue属性呢？

类静态变量为基本数据类型，并且被final修饰
类静态变量为String类型，被final修饰，并且以字面量的形式赋值

为了方便查看Class文件的字节码，我在IDEA中下载了一个插件jclasslib Bytecode viewer，非常方便。用如下代码通过字节码的形式验证一下

public class Person {

    private static int age = 10;
    private static final int length = 160;
    private static final String name = "name";
    private static final String loc = new String("loc");
}

面试官：说一下类加载的过程（10张图解） 「所以length和name属性在准备阶段就会赋值为ConstantValue指定的值」

「那么age和loc属性会在哪个阶段赋值呢？是在初始化阶段，后面会详细介绍哈」 面试官：说一下类加载的过程（10张图解）

解析

「将类，接口，字段和方法的符号引用（在常量池中）转为直接引用」符号引用：用一组符号来描述所引用的目标直接引用；直接指向指向目标的指针

加入我写了一个如下的类

public class Student {

    private String name;
    private int age;

    public String getName() {
        return this.name;
    }
}

面试官：说一下类加载的过程（10张图解）以字段为例，name和age对应的对象并不是直接指向内存地址，而是用字符串来进行描述（即符号引用）。解析阶段就是将这些描述转为直接指向目标的指针（即直接引用）

初始化

「执行类静态成员变量赋值语句和静态代码块中的语句」

我们把上面的Student代码改成如下形式

public class Student {

    private String name;
    private int age = 10;
    private static int gender = 1;

    {
        System.out.println("构造代码块");
    }

    static {
        System.out.println("静态代码块");
    }

    public Student() {
        System.out.println("构造函数");
    }

    public String getName() {
        return this.name;
    }
}

可以看到字节码中包含了3个方法，getName方法我们知道，和方法里面执行了哪些逻辑？面试官：说一下类加载的过程（10张图解）从字节码的角度分析一波