從JVM分析Java的類別的載入和卸載機制

類別的載入
　　類別的載入指的是將類別的.class檔案中的二進位資料讀入到記憶體中，將其放在執行時資料區的方法區內，然後在堆區建立一個java .lang.Class對象，用來封裝類別在方法區內的資料結構。

　　載入.class檔案的方式：

　　1.從本機系統中直接載入

　　2.透過網路下載.class檔案

　　3.從檔案中載入等檔案中返回檔案中」.專有資料庫中提取.class檔案

　　5.將Java原始檔案動態編譯為.class檔案

　　類別的載入的最終產品是位於堆疊區域中的Class物件。

　　Class物件封裝了類別在方法區內的資料結構，並且向Java程式設計師提供了存取方法區內的資料結構的介面。

類加載器

　　加載器有兩種類型：

　　1.Java虛擬器自帶的加載器

   　擴充類別載入器(Extension)

      　　系統類載入器或稱為應用程式載入器(System)

　　後兩種載入器是Java實作的，根類別載入器是C++寫的，程式設計師無法在Java程式碼中取得該類別。

　　2.用戶自定義的類加載器

      　　java.lang.ClassLoader的子類

      　　用戶可以定制類的加載方式 

　　類加載器並不需要等到某個類被首次主動使用時再加載它。

　　JVM規範允許類別載入器在預料某個類別將要被使用時就預先載入它，如果在預先載入的過程中遇到了.class檔案缺失或存在錯誤，類別載入器必須在程式首次主動使用該類時才報告錯誤(LinkageError)。如果這個類別一直沒有被程式主動使用，那麼類別載入器就不會報告錯誤。

類的卸載機制

類的生命週期

　　當Sample類別被載入、連接和初始化後，它的生命週期就開始了。

　　當代表Sample類別的Class物件不再被引用，也就是不可觸及時，Class物件就會結束生命週期，Sample類別在方法區內的資料也會被卸載，從而結束Sample類別的生命週期。

　　由此可見，一個類別何時結束生命週期，取決於代表它的Class物件何時結束生命週期。

引用關係

　　載入器與Class物件：

　　在類別載入器的內部實作中，用一個Java集合來存放所載入類別的參考。

　　另一方面，一個Class物件總是會引用它的類別載入器。呼叫Class物件的getClassLoader()方法，就能取得它的類別載入器。

　　由此可見，Class實例和載入它的載入器之間為雙向關聯關係。

　　類別、類別的Class物件、類別的實例物件：

　　一個類別的實例總是引用代表這個類別的Class物件。

　　在Object類別中定義了getClass()方法，這個方法傳回代表物件所屬類別的Class物件的參考。

　　此外，所有的Java類別都有一個靜態屬性class，它引用代表這個類別的Class物件。

 

類的卸載

　　由Java虛擬機自帶的類別載入器所載入的類別，在虛擬機的生命週期中，始終不會被卸載。

　　前面介紹過，Java虛擬機自帶的類別載入器包括根類別載入器、擴充類別載入器和系統類別載入器。

　　Java虛擬機本身會始終引用這些類別載入器，而這些類別載入器則會始終引用它們所載入的類別的Class對象，因此這些Class物件始終是可觸及的。

　　由使用者自訂的類別載入器載入的類別是可以被卸載的。

具體例子

loader1變數和obj變數間接應用代表Sample類別的Class對象，而objClass變數則直接引用它。

　　如果程式運作過程中，將上圖左側三個參考變數都置為null，此時Sample物件結束生命週期，MyClassLoader物件結束生命週期，代表Sample類別的Class物件也結束生命週期，Sample類別在方法區內的二進位資料被卸載。

　　當再次有需要時，會檢查Sample類別的Class物件是否存在，如果存在會直接使用，不再重新載入；如果不存在Sample類別會被重新載入，在Java虛擬機器的堆疊區域會產生一個新的代表Sample類別的Class實例(可以透過雜湊碼查看是否是同一個實例)。

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