一文带你学会java的jvm精华知识点

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发布时间：2019-03-06

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JVM类实例化顺序及类加载机制

前言

本文通过20多个问题，深入探讨JVM的核心机制，帮助理解JVM的运行原理和优化方法。

1. Java类实例化顺序

正确顺序如下：

父类静态代码块

父类静态变量

子类静态代码块

子类静态变量

父类成员变量赋值

父类构造方式开始执行

子类成员变量赋值

子类构造方式开始执行

注意事项：

静态变量和静态代码块的顺序是明确的，静态代码块始终在静态变量之前执行。

静态代码块和静态变量的初始化顺序需遵循上述顺序。

示例分析：

public class ClassLoaderTest {    public static void main(String[] args) {        sons sons = new sons();    }}class parent {    private static int a = 1;    private static int b;    static {        b = 1;        System.out.println("1.父类静态代码块：赋值b成功");        System.out.println("1.父类静态代码块：a的值" + a);    }    int initc() {        System.out.println("3.父类成员变量赋值：----> c的值" + c);        this.c = 12;        return c;    }    parent() {        System.out.println("4.父类构造方式开始执行----> a:1, b:1");        System.out.println("4.父类构造方式开始执行----> c:12");    }}class son extends parent {    private static int sa = 1;    private static int sb;    static {        sb = 1;        System.out.println("2.子类静态代码块：赋值sb成功");        System.out.println("2.子类静态代码块：sa的值" + sa);    }    int initc2() {        System.out.println("5.子类成员变量赋值---->：sc的值" + sc);        this.sc = 12;        return sc;    }    son() {        System.out.println("6.子类构造方式开始执行----> sa:1, sb:1");        System.out.println("6.子类构造方式开始执行----> sc:12");    }}

执行结果：

父类静态代码块：赋值b成功

父类静态代码块：a的值1

子类静态代码块：赋值sb成功

子类静态代码块：sa的值1

父类成员变量赋值：----> c的值0

父类成员变量赋值：----> c的值12

父类构造方式开始执行----> a:1, b:1

父类构造方式开始执行----> c:12

子类成员变量赋值---->：sc的值0

子类构造方式开始执行----> sa:1, sb:1

子类构造方式开始执行----> sc:12

2. JVM虚拟机何时结束生命周期？

执行了 System.exit() 方法；

程序正常执行结束；

程序在执行过程中遇到了异常或错误而异常终止；

由于操作系统出现错误导致Java虚拟机进程终止。

3. JVM类加载机制

类加载机制分为三个阶段：

加载阶段：

将类的 .class 文件中的二进制数据加载到内存中，放入方法区。

创建 Class 对象，封装类在方法区的数据。

连接阶段：

包含三个小阶段：
- 验证阶段： 检查类文件的结构和语义，确保类的兼容性。
- 准备阶段： 给类和成员变量分配内存，设置初始值。
- 解析阶段： 将符号引用替换为直接引用。

初始化阶段：

对类的静态变量和成员变量进行赋值。

初始化类的构造方式。

4. Java类的初始化时机

主动使用：

创建类实例

访问静态变量或进行静态变量赋值

调用静态方法

反射

初始化子类

Java启动类（具有 main 方法）

被动使用：

通过子类引用父类静态字段（不会初始化子类）

通过数组引用类（不会触发类的初始化）

5. Java类加载器

三大内置类加载器：

根类加载器（Bootstrap ClassLoader）：

负责加载 java.lang.* 类。

加载路径由 sun.boot.class.path 指定。

扩展类加载器（Ext ClassLoader）：

负责加载 javahome/jre/lib/ext 目录下的 .jar 文件。

系统类加载器（System ClassLoader）：

从 classpath 加载类。

可通过 -Djava.class.path 指定加载路径。

用户自定义类加载器：

继承 ClassLoader 类，实现 findClass 方法。

通过二进制流读取类文件，调用 defineClass 定义类。

6. 自定义类加载器实现

public class MyClassLoader extends ClassLoader {    public MyClassLoader(String fileName) {        super(fileName);    }    @Override    protected Class
    findClass(String className) throws ClassNotFoundException {        // 通过二进制流加载类文件        byte[] classData = getClassData(className);        return defineClass(className, classData, 0, classData.length);    }}

7. Java类的双亲委派机制

双亲委派流程：

当一个类加载器请求加载某类时，先询问其父类加载器是否已经加载该类。

如果父类加载器未加载该类，请求父类加载器加载。

如果父类加载器无法加载，才由当前类加载器自己加载。

优点：

提高安全性，防止恶意代码替代。

确保类的唯一性和一致性。

8. JVM破坏双亲委派机制

public class MyClassLoader extends ClassLoader {    @Override    public Class
    loadClass(String className) throws ClassNotFoundException {        System.out.println("自己加载：" + className);        return super.loadClass(className);    }}