深入理解java虚拟机 java虚拟机有什么用( 六 )


3.字节码验证
第三阶段是整个验证过程中最复杂的一个阶段,主要目的似乎通过数据流和控制流分析,确定程序语言是合法的、符合逻辑的 。在第二阶段对元数据信息中的数据类型做完校验后,这个阶段将对类的方法体进行校验分析,保证被校验类的方法在运行时不会做出危害虚拟机安全的事件 。

1. 保证任意时刻操作数栈的数据类型与指令代码序列都能配合工作,列如,列如在操作数栈放置类一个int类型的数据,使用时却按long类型来加载入本地变量表中
2. 保证跳转指令不会跳转到方法体以外的字节码指令上
3. 保证方法体中的类型转换时有效的,列如可以把一个子类对象赋值给父类数据类型,这个是安全的,但是吧父类对象赋值给子类数据类型,甚至把对象赋值给与它毫无继承关系、完全不相干的一个数据类型,则是危险和不合法的
4. 符号引用验证
发生在虚拟机将符号引用转化为直接引用的时候,这个转化动作将在连接的第三阶段——解析阶段中发生 。
1. 符号引用中通过字符串描述的全限定名是否能找到相对应的类
2. 在指定类中是否存在符合方法的字段描述符以及简单名称所描述的方法和字段
3. 符号引用中的类、字段、方法的访问性是否可被当前类访问
对于虚拟机的类加载机制来说,验证阶段是非常重要的,但是不一定必要(因为对程序运行期没有影响)的阶段 。如果全部代码都已经被反复使用和验证过,那么在实施阶段就可以考虑使用Xverify:none参数来关闭大部分的类验证措施,以缩短虚拟机类加载的时间
5.2.3 准备
准备阶段是正式为类变量分配内存并设置类变量初始值的阶段,这些变量都在方法区中进行分配 。这个时候进行内存分配的仅包括类变量(被static修饰的变量),而不包括实例变量,实例变量将会在对象实例化时随着对象一起分配在Java堆中 。其次,这里说的初始值通常下是数据类型的零值 。
假设public static int value = https://www.goobye.net/123;
那变量value在准备阶段过后的初始值为0而不是123,因为这时候尚未开始执行任何Java方法,而把value赋值为123的putstatic指令是程序被编译后,存放于类构造器()方法之中,所以把value赋值为123的动作将在初始化阶段才会执行,但是如果使用final修饰,则在这个阶段其初始值设置为123
5.2.4解析
解析阶段是虚拟机将常量池内符号引用替换为直接引用的过
5.2.5 初始化
类的初始化阶段是类加载过程的最后一步,前面的类加载过程中,除了在加载阶段用户应用程序可以通过自定义类加载器参与之外,其余动作完全由虚拟机主导和控制 。到了初始化阶段,才正真开始执行类中定义的Java程序代码(或者说是字节码)
5.3 类的加载器
5.3.1 双亲委派模型:
只存在两种不同的类加载器:启动类加载器(BootstrapClassLoader),使用C++实现,是虚拟机自身的一部分 。另一种是所有其他的类加载器,使用JAVA实现,独立于JVM,并且全部继承自抽象类java.lang.ClassLoader.
启动类加载器(BootstrapClassLoader),负责将存放在<JAVA+HOME>lib目录中的,或者被-Xbootclasspath参数所制定的路径中的,并且是JVM识别的(仅按照文件名识别,如rt.jar,如果名字不符合,即使放在lib目录中也不会被加载),加载到虚拟机内存中,启动类加载器无法被JAVA程序直接引用 。
扩展类加载器,由sun.misc.Launcher$ExtClassLoader实现,负责加载<JAVA_HOME>libext目录中的,或者被java.ext.dirs系统变量所指定的路径中的所有类库,开发者可以直接使用扩展类加载器 。
应用程序类加载器(ApplicationClassLoader),由sun.misc.Launcher$AppClassLoader来实现 。由于这个类加载器是ClassLoader中的getSystemClassLoader()方法的返回值,所以一般称它为系统类加载器 。负责加载用户类路径(ClassPath)上所指定的类库,开发者可以直接使用这个类加载器,如果应用程序中没有自定义过自己的类加载器,一般情况下这个就是程序中默认的类加载器 。
5.3.2双亲委派模型的工作过程是:
如果一个类加载器收到了类加载的请求,它首先不会自己去尝试加载这个类,而是把这个请求委派给父类加载器去完成,每一个层次的类加载器都是如此,因此所有的加载请求最终都是应该传送到顶层的启动类加载器中,只有当父类加载器反馈自己无法完成这个加载请求(它的搜索范围中没有找到所需的类)时,子加载器才会尝试自己去加载 。