JVM --- .class和getClass()对象的理解

  • 2022-07-16 21:46:32

.class 用于类  而 getClass()用于对象。.class和getClass()使用java程序可以得到运行时的类,其实得到就是 Class<T> 一个泛型 的 Class对象 T就是你所调用对象的运行时的类 的类型。

  1. class Father{
  2. public void showName()
  3. {
  4. System.out.println("Father...");
  5. }
  6. }
  7. class Child extends Father{
  8. public void showName()
  9. {
  10. System.out.println("children");
  11. }
  12. }

Father father = new Child();

System.out.println(Father.class);  结果是 Father

System.out.println(father.getClass()); 结果是Child

Class主要用于反射机制。



有这样一道面试题:

class Singleton{
    private static Singleton singleton = new Singleton();
    public static int value1;
    public static int value2 = 0;

    private Singleton(){
        value1++;
        value2++;
    }

    public static Singleton getInstance(){
        return singleton;
    }

}

class Singleton2{
    public static int value1;
    public static int value2 = 0;
    private static Singleton2 singleton2 = new Singleton2();

    private Singleton2(){
        value1++;
        value2++;
    }

    public static Singleton2 getInstance2(){
        return singleton2;
    }

}

public static void main(String[] args) {
        Singleton singleton = Singleton.getInstance();
        System.out.println("Singleton1 value1:" + singleton.value1);
        System.out.println("Singleton1 value2:" + singleton.value2);

        Singleton2 singleton2 = Singleton2.getInstance2();
        System.out.println("Singleton2 value1:" + singleton2.value1);
        System.out.println("Singleton2 value2:" + singleton2.value2);
    }


说出运行的结果: 
Singleton1 value1 : 1 
Singleton1 value2 : 0 
Singleton2 value1 : 1 
Singleton2 value2 : 1

稍后会带来分析。

一 类加载机制

JVM类加载分为5个过程:加载,验证,准备,解析,初始化,使用,卸载,如下图所示: 
JVM --- .class和getClass()对象的理解

下面来看看加载,验证,准备,解析,初始化这5个过程的具体动作。

1.1 加载

加载主要是将.class文件(并不一定是.class。可以是ZIP包,网络中获取)中的二进制字节流读入到JVM中。 
在加载阶段,JVM需要完成3件事: 
1)通过类的全限定名获取该类的二进制字节流; 
2)将字节流所代表的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构; 
3)在内存中生成一个该类的java.lang.Class对象,作为方法区这个类的各种数据的访问入口。

1.2 连接

1.2.1 验证

验证是连接阶段的第一步,主要确保加载进来的字节流符合JVM规范。 
验证阶段会完成以下4个阶段的检验动作: 
1)文件格式验证 
2)元数据验证(是否符合Java语言规范) 
3)字节码验证(确定程序语义合法,符合逻辑) 
4)符号引用验证(确保下一步的解析能正常执行)

1.2.2 准备

准备是连接阶段的第二步,主要为静态变量在方法区分配内存,并设置默认初始值。

1.2.3 解析

解析是连接阶段的第三步,是虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程。

1.3 初始化

初始化阶段是类加载过程的最后一步,主要是根据程序中的赋值语句主动为类变量赋值。 
注: 
1)当有父类且父类为初始化的时候,先去初始化父类; 
2)再进行子类初始化语句。

什么时候需要对类进行初始化? 
1)使用new该类实例化对象的时候; 
2)读取或设置类静态字段的时候(但被final修饰的字段,在编译器时就被放入常量池的静态字段除外static final); 
3)调用类静态方法的时候; 
4)使用反射Class.forName(“xxxx”)对类进行反射调用的时候,该类需要初始化; 
5) 初始化一个类的时候,有父类,先初始化父类(注:1. 接口除外,父接口在调用的时候才会被初始化;2.子类引用父类静态字段,只会引发父类初始化); 
6) 被标明为启动类的类(即包含main()方法的类)要初始化; 
7)当使用JDK1.7的动态语言支持时,如果一个java.invoke.MethodHandle实例最后的解析结果REF_getStatic、REF_putStatic、REF_invokeStatic的方法句柄,并且这个方法句柄所对应的类没有进行过初始化,则需要先触发其初始化。

以上情况称为对一个类进行主动引用,且有且只要以上几种情况需要对类进行初始化。

再回过头来分析一开始的面试题: 
Singleton输出结果:1 0 
原因:

1 首先执行main中的Singleton singleton = Singleton.getInstance(); 
2 类的加载:加载类Singleton 
3 类的验证 
4 类的准备:为静态变量分配内存,设置默认值。这里为singleton(引用类型)设置为null,value1,value2(基本数据类型)设置默认值0 
5 类的初始化(按照赋值语句进行修改): 
执行private static Singleton singleton = new Singleton(); 
执行Singleton的构造器:value1++;value2++; 此时value1,value2均等于1 
执行 
public static int value1; 
public static int value2 = 0; 
此时value1=1,value2=0

Singleton2输出结果:1 1 
原因:

1 首先执行main中的Singleton2 singleton2 = Singleton2.getInstance2(); 
2 类的加载:加载类Singleton2 
3 类的验证 
4 类的准备:为静态变量分配内存,设置默认值。这里为value1,value2(基本数据类型)设置默认值0,singleton2(引用类型)设置为null, 
5 类的初始化(按照赋值语句进行修改): 
执行 
public static int value2 = 0; 
此时value2=0(value1不变,依然是0); 
执行 
private static Singleton singleton = new Singleton(); 
执行Singleton2的构造器:value1++;value2++; 
此时value1,value2均等于1,即为最后结果



猜你喜欢