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Class的生命周期

时间:2014-11-16 21:41:09      阅读:660      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

         之前的JVM类加载机制-ClassLoader》和《初探JVM-ClassLoader源码,只是讨论了Class的加载部分,现在来纵观一下整个Class的生命周期。

         Class的生命周期就是指一个class文件(字节码)从加载到卸载的全过程。

当一个类被装载、连接、初始化后,它的生命周期就开始了,当代表该类的Class对象不再被引用、即已经不可触及的时候,Class对象的生命周期结束。那么该类的方法区内的数据也会被卸载,从而结束该类的生命周期。

一个类的生命周期取决于它Class对象的生命周期,经历加载、连接、初始化、使用、和卸载五个阶段。

         类的加载(Load Class)包含了以下三个步骤:

装载 Loading

查找Class的二进制文件(.class),把类的信息加载到JVM的方法区中,对其进行部分检验(类文件的魔数,文件长度,是否有父类等);在堆区中实例化一个java.lang.Class对象,作为方法区中这个类的信息的入口。

加载方式有多种:A. 在classPath下找相应class文件;B. 从jar文件中读取;C. 从网络中获取;D. 实时生成,如设计模式中的动态代理模式;E. 从非class文件中获取,这些文件在jvm中运行之前也会被转换为可识别的字节码文件。

         一般来说加载和连接是同步的,但有时候也会交叉进行,但是两者的开始和结束是顺序的。

 

链接 Linking

         将对应的字节码文件读入到JVM中(其中解析步骤是可以选择的)

a)        验证

         检查载入的class文件数据的合法性:字节码的格式,变量与方法是否重复、数据类型是否有效、继承与实现是否合法,接入属性是否正确(public ,private的问题),检查 final class 有没有被继承,检查静态变量的正确性等等。

b)        准备

         给类的静态变量分配存储空间:赋default值(基本类型为0,引用为null),静态常量(如final static int a = 100),但不会对其进行初始化,不会执行任何 Java 代码(static块)。

c)        解析

         将符号引用转成直接引用,完成内存结构的布局。

         例如我们要调用Collections.toString(),java.util.Collections.toString()就是符号引用,而直接引用就是这个方法在方法区中的内存地址。解析就是把类、接口、方法、成员变量的符号引用转换成内存地址,以供调用。

         在连接阶段完成后,再根据使用的情况(直接引用or被动引用)来决定是否类进行初始化。

 

初始化 Initializing

         对静态变量赋assign值,执行静态代码块。   【类的初始化顺序可以参考我的《类的初始化&实例化顺序》】

         在Java中类的引用分为直接引用和被动引用,只有直接引用,会触发类的初始化:

         a) new实例化对象;b) 使用类的(非常量)静态变量 / 方法;c) 通过反射执行前三种情况;d) 子类被初始化;e) 作为程序入口,调用main(也是调用静态方法的一种)。

         其他使用类的方式都叫被动引用,如:

         a) 定义类数组;b) 引用类的静态常量;c) 引用父类的静态域,只会触发父类的初始化,而不会触发子类的初始化。

         从上面能看出,初始化的原则是,只初始化要用到的。在主动引用中,实例化(new/main)、使用静态域都是被用到了;而子类依赖了父类,所以也会触发初始化。在被动引用中,a中的类型只是用于编译器的校验,而b中的静态常量是在链接中的准备阶段已经完成了,所以两者都用不上去初始化;另外c中只用到了父类的静态域,所以就没必要触发子类。

public class LoaderLazy {
    publicstatic String HELLO = "Hello";
    static{
       System.out.println("Init parent");
    }
class SubLoaderLazy extends LoaderLazy{
    static{
       System.out.println("Init sub");
    }
}
    System.out.println(SubLoaderLazy.HELLO);

console:

Init parent

         能看出上面只初始化了父类。那如果我们把HELLO属性放在子类SubLoaderLazy中,子类也会被初始化。

console:

Init parent

Init sub

 

实例化 NewInstance

         类的初始化完成后,我们就可以创建对象实例了。

         相比初始化只执行类的静态域(静态变量/代码块),类的实例化是执行类的实例域(非静态变量/代码块)和构造函数,并且在堆区创建一个类的实例对象。

(在实例化时,如果没有指定构造函数,JVM会自动构造一个无参构造函数。)

         类的实例化,一般在使用new创建对象,或者Class.newInstance()时执行。

【类的实例化顺序可以参考我的《类的初始化&实例化顺序》】

 

回收卸载 GC

         Class作为JVM中的一个特殊对象,也会被GC回收卸载。

         Class的卸载就是清空方法区中Class的信息和堆区中的java.lang.Class对象。这时Class的声明周期就结束了。

         SUN的原话:“class or interface may be unloaded if andonly if its class loader is unreachable. Classesloaded by the BootstrapClassLoadermay not be unloaded”。

 

         Class被回收要满足以下三个条件:

a)        No Instance:该类所有的实例都已经被GC;

b)        No ClassLoader:加载该类的ClassLoader实例已经被GC;

c)        No Reference:该类的java.lang.Class对象没有被引用。(XXX.class, 静态变量/方法)

 

         另外,有些Class是不会被回收的:

1、根据JVM和JLS的规范,由Bootstrap类加载器加载的Class在整个运行期间是不会被卸载的。

2、被Extension类加载器 和System类加载器加载的Class在运行期间不太可能被卸载,因为这些实例基本上在整个运行期间总能直接或者间接的访问的到,其达到unreachable的可能性极小。

3、开发者自定义的类加载器加载的Class只有在很简单的上下文环境中才能被卸载,稍微复杂点的应用场景中,很难有符合上面3个条件的Class。

综合以上三点,一个已经加载的Class被卸载的几率很小;而且卸载时间也是不可控的。而且Class占用的内存空间不大,一般不用考虑。

 

参考博客 http://blog.csdn.net/biaobiaoqi/article/details/6909141

Class的生命周期

原文:http://blog.csdn.net/tiwerbao/article/details/41177419

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