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两道面试题带你解析 Java 类加载机制(1/6)

来源:网络整理     时间:2018-08-14     关键词:

本篇文章主要介绍了" 两道面试题带你解析 Java 类加载机制",主要涉及到方面的内容,对于Java教程感兴趣的同学可以参考一下: 在许多Java面试中,我们经常会看到关于Java类加载机制的考察,例如下面这道题:class Grandpa{static{System.out.println...

在许多Java面试中,我们经常会看到关于Java类加载机制的考察,例如下面这道题:

class Grandpa
{
    static
    {
        System.out.println("爷爷在静态代码块");
    }
}    
class Father extends Grandpa
{
    static
    {
        System.out.println("爸爸在静态代码块");
    }

    public static int factor = 25;

    public Father()
    {
        System.out.println("我是爸爸~");
    }
}
class Son extends Father
{
    static 
    {
        System.out.println("儿子在静态代码块");
    }

    public Son()
    {
        System.out.println("我是儿子~");
    }
}
public class InitializationDemo
{
    public static void main(String[] args)
    {
        System.out.println("爸爸的岁数:" + Son.factor);  //入口
    }
}

请写出最后的输出字符串。

正确答案是:

爷爷在静态代码块
爸爸在静态代码块
爸爸的岁数:25

我相信很多同学看到这个题目之后,表情是崩溃的,完全不知道从何入手。有的甚至遇到了几次,仍然无法找到正确的解答思路。

其实这种面试题考察的就是你对Java类加载机制的理解。

如果你对Java加载机制不理解,那么你是无法解答这道题目的。

所以这篇文章,我先带大家学习Java类加载的基础知识,然后再实战分析几道题目让大家掌握思路。

下面我们先来学习下Java类加载机制的七个阶段。

Java类加载机制的七个阶段

当我们的Java代码编译完成后,会生成对应的 class 文件。接着我们运行java Demo命令的时候,我们其实是启动了JVM 虚拟机执行 class 字节码文件的内容。而 JVM 虚拟机执行 class 字节码的过程可以分为七个阶段:加载、验证、准备、解析、初始化、使用、卸载。

加载

下面是对于加载过程最为官方的描述。

加载阶段是类加载过程的第一个阶段。在这个阶段,JVM 的主要目的是将字节码从各个位置(网络、磁盘等)转化为二进制字节流加载到内存中,接着会为这个类在 JVM 的方法区创建一个对应的 Class 对象,这个 Class 对象就是这个类各种数据的访问入口。

其实加载阶段用一句话来说就是:把代码数据加载到内存中。这个过程对于我们解答这道问题没有直接的关系,但这是类加载机制的一个过程,所以必须要提一下。

验证

当 JVM 加载完 Class 字节码文件并在方法区创建对应的 Class 对象之后,JVM 便会启动对该字节码流的校验,只有符合 JVM 字节码规范的文件才能被 JVM 正确执行。这个校验过程大致可以分为下面几个类型:

  • JVM规范校验。JVM 会对字节流进行文件格式校验,判断其是否符合 JVM 规范,是否能被当前版本的虚拟机处理。例如:文件是否是以 0x cafe bene开头,主次版本号是否在当前虚拟机处理范围之内等。
  • 代码逻辑校验。JVM 会对代码组成的数据流和控制流进行校验,确保 JVM 运行该字节码文件后不会出现致命错误。例如一个方法要求传入 int 类型的参数,但是使用它的时候却传入了一个 String 类型的参数。一个方法要求返回 String 类型的结果,但是最后却没有返回结果。代码中引用了一个名为 Apple 的类,但是你实际上却没有定义 Apple 类。

当代码数据被加载到内存中后,虚拟机就会对代码数据进行校验,看看这份代码是不是真的按照JVM规范去写的。这个过程对于我们解答问题也没有直接的关系,但是了解类加载机制必须要知道有这个过程。

准备(重点)

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