JVM(JAVA Virtual Machine)에 대한 자세한 소개(5) - 클래스 로딩 메커니즘

이전 글에서는 클래스 파일에 대해 설명했습니다. 이번 글에서는 가상 머신이 이러한 클래스 파일을 로드하는 방법에 대해 설명하겠습니다. 가상 머신에 들어간 후 클래스 파일의 정보는 어떻게 되나요? 여기에는 클래스 로딩 메커니즘이 포함됩니다.

클래스 로딩 메커니즘은 클래스 파일의 클래스 데이터를 메모리에 로딩하고, 데이터를 검증하고, 변환하고, 파싱하고, 초기화한 후 최종적으로 가상 머신에서 직접 사용할 수 있는 자바 유형을 형성하는 것입니다. 이 일련의 프로세스는 프로그램이 실행되는 동안 완료됩니다.

클래스 로더

클래스 로더는 아래 그림의 빨간색 상자 부분입니다. 클래스의 정규화된 이름을 통해 이 클래스를 설명하는 바이너리 바이트 스트림을 얻어서 Java 클래스를 JVM에 동적으로 로드합니다. 메모리 공간에서.

적용 가능한 시나리오

배열이 아닌 클래스의 로딩 단계는 시스템에서 제공하는 부트 클래스 로더를 사용하여 완료하거나, 사용자 정의 클래스로 완료할 수 있습니다. 짐을 싣는 사람.
배열 클래스의 경우 클래스 로더를 거치지 않고 Java 가상 머신에서 직접 생성됩니다.

부모 위임 메커니즘

부모 위임 메커니즘은 클래스 로딩에서 사용하는 방식입니다. 클래스 로더가 클래스 로딩 요청을 받으면 클래스 자체를 먼저 로드하려고 시도하지 않고 요청을 부모 클래스 로더에 위임하여 완료합니다. 이는 클래스 로더의 모든 레벨에 해당됩니다. 상위 로더가 요청을 완료할 수 없다고 보고하는 경우에만 하위 로더가 요청을 자체적으로 로드하려고 시도합니다.

현실에 비유: Xiao Ming은 장난감 굴착기를 사고 싶어하지만 너무 당황해서 직접 말할 수 없습니다. 그래서 다음과 같은 대화가 이루어졌습니다.

샤오밍이 아버지에게 물었습니다. 아빠, 굴착기가 있나요?
아빠가 말했어요: 아니
그리고 아빠가 할아버지에게 물었어요: 아빠, 아빠, 굴착기가 있어요?
할아버지 말씀: 아니
그리고 할아버지가 증조할아버지에게 물으셨어요: 아빠, 아빠, 굴삭기 있어요?
할아버지 말씀: 나도 마찬가지야. 증손자에게 하나 사게 하세요.
그 결과 샤오밍은 즐겁게 장난감 굴삭기를 혼자서 구입했습니다.

분류

시작 클래스 로더는 C++로 구현되며 가상 머신 자체의 일부입니다.
다른 클래스 로더는 가상 머신과 독립적으로 Java 언어로 구현되며 모두 java.lang.ClassLoader 추상 클래스에서 상속됩니다.

혜택

String 클래스를 예로 들어 보겠습니다. 사용자가 직접 String 클래스의 구현을 작성하더라도 이 클래스를 로드할 때 JDK의 원래 String 클래스를 로드하도록 시작 클래스 로더에만 위임되며 사용자 정의 String 클래스는 호출되지 않습니다. 이는 시스템의 보안을 보장합니다.

클래스 로딩은 언제 끝나나요?

클래스를 즉시 로드하는 방법은 다음 5가지뿐입니다

(1) 객체를 인스턴스화하기 위해 new를 사용하는 경우 클래스의 정적 필드를 읽거나 구성하는 경우(final로 수정되고 결과가 상수에 저장됨) 컴파일 중)(풀의 정적 필드 제외), 클래스의 정적 메서드를 호출할 때.

(2) java.lang.reflect 패키지의 메소드를 사용하여 클래스에 Reflection 호출을 할 때. 클래스가 초기화되지 않은 경우 먼저 초기화를 트리거해야 합니다.

(3) 클래스를 초기화할 때 상위 클래스가 초기화되지 않은 것으로 확인되면 먼저 상위 클래스의 초기화를 트리거해야 합니다.

(4) 가상 머신이 시작되면 사용자는 실행할 메인 클래스(main() 메서드가 포함된 클래스)를 지정해야 합니다. 가상 머신은 먼저 이 메인 클래스를 초기화합니다.

클래스에 대한 자세한 설명 로딩 과정

클래스 로딩 과정은 5단계로 나누어집니다. 다음 두 가지 상황을 제외하고 대부분은 가상 머신에 의해 지배되고 제어됩니다.

로딩 단계에서

개발자는 사용자 정의 클래스 로더를 통해 참여할 수 있습니다.

초기화 단계에서

개발자의 코드가 실행됩니다. 클래스 변수 및 기타 리소스 초기화

1.

가상 머신을 로드하기 위해 수행해야 할 작업:
(1) 클래스의 정규화된 이름을 통해 이 클래스를 정의하는 바이너리 바이트 스트림을 얻습니다. 수업.
(2) 이 바이트 스트림으로 표시되는 정적 저장 구조를 메서드 영역에서 런타임 데이터 구조로 변환합니다.
(3) 메소드 영역에서 이 클래스의 다양한 데이터에 대한 액세스 항목으로 메모리에 이 클래스를 나타내는 java.lang.Class 객체를 생성합니다.

2. 검증

검증의 목적은 클래스 파일의 바이트 스트림에 포함된 정보가 현재 가상 머신의 요구 사항을 충족하고 보안을 위협하지 않는지 확인하는 것입니다. 가상 머신 자체.
파일 형식 확인, 메타데이터 확인, 바이트코드 확인, 기호 참조 확인의 4단계로 나뉩니다. 파일 형식 확인은 바이트 스트림에서 직접 수행되며 나머지 세 항목은 메서드 영역에서 수행됩니다.

3. 준비

이 단계는 클래스 변수에 대한 메모리를 정식으로 할당하고 클래스 변수의 초기값을 설정하는 단계입니다. 메소드 영역에 할당됩니다. 주의할 점은 두 가지입니다.

(1) 이때 객체 변수가 아닌 클래스 변수(정적으로 수정된 변수)에 대해서만 메모리 할당이 수행됩니다. 객체가 인스턴스화될 때 객체에 메모리가 할당되고 객체와 함께 Java 힙에 할당됩니다.

(2) 클래스 변수가 final로 수정되지 않은 경우 초기 값은 데이터 유형의 0 값입니다. 예를 들어 int 유형은 0이고 부울 유형은 false입니다. 설명하기 위한 예를 들어보세요:

public static int value=123;

준비 단계 이후의 초기 값은 현재 Java 메소드가 실행되지 않았기 때문에 123이 아닌 0이며 값을 123에 할당하는 putstatic 명령어는 다음 클래스에 저장됩니다. 프로그램은 생성자 () 메소드에서 컴파일됩니다. 따라서 123에 값을 할당하는 작업은 초기화 단계에서만 실행됩니다.

public static final int value=123;

이때 최종이 있기 때문에 준비단계에서 값은 123으로 배정되었습니다.

4. 구문 분석

구문 분석 단계는 가상 머신이 상수 풀의 기호 참조를 직접 참조로 바꾸는 프로세스입니다. 클래스나 인터페이스, 필드, 클래스 메서드, 인터페이스 메서드 등을 구문 분석할 수 있습니다.

심볼릭 레퍼런스란 무엇입니까:

심볼릭 레퍼런스는 클래스 정보, 메소드 이름, 메소드 매개변수 및 기타 정보를 포함하는 문자열입니다. 이 클래스의 메소드 테이블에서 해당 메소드를 찾으십시오.

직접 참조란 무엇입니까:

직접 참조는 오프셋으로, 이를 통해 직접 다음을 수행할 수 있습니다. 클래스의 메모리 영역에서 메소드 바이트코드의 시작 위치를 찾습니다.
기호 참조는 이 메소드의 몇 가지 특징을 알려줍니다. 해당 메소드를 찾으려면 이러한 특징을 사용해야 합니다. 직접 인용이란 이 방법이 어디에 있는지 직접 알려주는 것을 의미합니다.

5. 초기화

이 단계는 클래스 변수 및 기타 리소스를 초기화하고 클래스 구성을 실행하는 데 사용됩니다. () 메소드가 실행되는 과정은 클래스에 정의된 자바 프로그램 코드가 실제로 실행되기 시작하는 단계이다.

위는 JAVA 가상 머신 클래스 로딩 메커니즘에 대한 자세한 설명입니다. 관련 질문이 있는 경우 PHP 중국어 웹사이트를 방문하세요. JAVA 비디오 튜토리얼

위 내용은 JVM(JAVA Virtual Machine)에 대한 자세한 소개(5) - 클래스 로딩 메커니즘의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!