Java new一個(gè)對(duì)象的過程中發(fā)生了什么

new對(duì)象整體流程

Java在new一個(gè)對(duì)象的時(shí)候,會(huì)先查看對(duì)象所屬的類有沒有被加載到內(nèi)存,如果沒有的話,就會(huì)先通過類的全限定名來加載。加載并初始化類完成后,再進(jìn)行對(duì)象的創(chuàng)建工作。

進(jìn)入流程

我們先假設(shè)是第一次使用該類,這樣的話new一個(gè)對(duì)象就可以分為兩個(gè)過程:加載并初始化類和創(chuàng)建對(duì)象。

一、類加載過程(第一次使用該類)
 
java是使用雙親委派模型來進(jìn)行類的加載的,所以在描述類加載過程前,我們先看一下它的工作過程:

雙親委托模型的工作過程是:如果一個(gè)類加載器(ClassLoader)收到了類加載的請(qǐng)求,它首先不會(huì)自己去嘗試加載這個(gè)類,而是把這個(gè)請(qǐng)求委托給父類加載器去完成,每一個(gè)層次的類加載器都是如此,因此所有的加載請(qǐng)求最終都應(yīng)該傳送到頂層的啟動(dòng)類加載器中,只有當(dāng)父類加載器反饋?zhàn)约簾o法完成這個(gè)加載請(qǐng)求(它的搜索范圍中沒有找到所需要加載的類)時(shí),子加載器才會(huì)嘗試自己去加載。
使用雙親委托機(jī)制的好處是:能夠有效確保一個(gè)類的全局唯一性,當(dāng)程序中出現(xiàn)多個(gè)限定名相同的類時(shí),類加載器在執(zhí)行加載時(shí),始終只會(huì)加載其中的某一個(gè)類。

1、加載

由類加載器負(fù)責(zé)根據(jù)一個(gè)類的全限定名來讀取此類的二進(jìn)制字節(jié)流到JVM內(nèi)部,并存儲(chǔ)在運(yùn)行時(shí)內(nèi)存區(qū)的方法區(qū),然后將其轉(zhuǎn)換為一個(gè)與目標(biāo)類型對(duì)應(yīng)的java.lang.Class對(duì)象實(shí)例

2、驗(yàn)證
格式驗(yàn)證:驗(yàn)證是否符合class文件規(guī)范
語義驗(yàn)證:檢查一個(gè)被標(biāo)記為final的類型是否包含子類;檢查一個(gè)類中的final方法是否被子類進(jìn)行重寫;確保父類和子類之間沒有不兼容的一些方法聲明(比如方法簽名相同,但方法的返回值不同)
操作驗(yàn)證:在操作數(shù)棧中的數(shù)據(jù)必須進(jìn)行正確的操作,對(duì)常量池中的各種符號(hào)引用執(zhí)行驗(yàn)證(通常在解析階段執(zhí)行,檢查是否可以通過符號(hào)引用中描述的全限定名定位到指定類型上,以及類成員信息的訪問修飾符是否允許訪問等)

3、準(zhǔn)備
為類中的所有靜態(tài)變量分配內(nèi)存空間,并為其設(shè)置一個(gè)初始值(由于還沒有產(chǎn)生對(duì)象,實(shí)例變量不在此操作范圍內(nèi))
被final修飾的static變量(常量),會(huì)直接賦值;

4、解析
將常量池中的符號(hào)引用轉(zhuǎn)為直接引用(得到類或者字段、方法在內(nèi)存中的指針或者偏移量,以便直接調(diào)用該方法),這個(gè)可以在初始化之后再執(zhí)行。
解析需要靜態(tài)綁定的內(nèi)容。 // 所有不會(huì)被重寫的方法和域都會(huì)被靜態(tài)綁定

以上2、3、4三個(gè)階段又合稱為鏈接階段,鏈接階段要做的是將加載到JVM中的二進(jìn)制字節(jié)流的類數(shù)據(jù)信息合并到JVM的運(yùn)行時(shí)狀態(tài)中。

5、初始化(先父后子)
4.1 為靜態(tài)變量賦值

4.2 執(zhí)行static代碼塊

注意:static代碼塊只有jvm能夠調(diào)用
如果是多線程需要同時(shí)初始化一個(gè)類,僅僅只能允許其中一個(gè)線程對(duì)其執(zhí)行初始化操作,其余線程必須等待,只有在活動(dòng)線程執(zhí)行完對(duì)類的初始化操作之后,才會(huì)通知正在等待的其他線程。

因?yàn)樽宇惔嬖趯?duì)父類的依賴,所以類的加載順序是先加載父類后加載子類,初始化也一樣。不過,父類初始化時(shí),子類靜態(tài)變量的值也有有的,是默認(rèn)值。

最終,方法區(qū)會(huì)存儲(chǔ)當(dāng)前類類信息,包括類的靜態(tài)變量、類初始化代碼(定義靜態(tài)變量時(shí)的賦值語句 和 靜態(tài)初始化代碼塊)、實(shí)例變量定義、實(shí)例初始化代碼(定義實(shí)例變量時(shí)的賦值語句實(shí)例代碼塊和構(gòu)造方法)和實(shí)例方法,還有父類的類信息引用。

二、創(chuàng)建對(duì)象
1、在堆區(qū)分配對(duì)象需要的內(nèi)存

分配的內(nèi)存包括本類和父類的所有實(shí)例變量,但不包括任何靜態(tài)變量

2、對(duì)所有實(shí)例變量賦默認(rèn)值

將方法區(qū)內(nèi)對(duì)實(shí)例變量的定義拷貝一份到堆區(qū),然后賦默認(rèn)值

3、執(zhí)行實(shí)例初始化代碼

初始化順序是先初始化父類再初始化子類,初始化時(shí)先執(zhí)行實(shí)例代碼塊然后是構(gòu)造方法

4、如果有類似于Child c = new Child()形式的c引用的話,在棧區(qū)定義Child類型引用變量c,然后將堆區(qū)對(duì)象的地址賦值給它

需要注意的是,每個(gè)子類對(duì)象持有父類對(duì)象的引用,可在內(nèi)部通過super關(guān)鍵字來調(diào)用父類對(duì)象,但在外部不可訪問

補(bǔ)充:
通過實(shí)例引用調(diào)用實(shí)例方法的時(shí)候,先從方法區(qū)中對(duì)象的實(shí)際類型信息找,找不到的話再去父類類型信息中找。

如果繼承的層次比較深,要調(diào)用的方法位于比較上層的父類,則調(diào)用的效率是比較低的,因?yàn)槊看握{(diào)用都要經(jīng)過很多次查找。這時(shí)候大多系統(tǒng)會(huì)采用一種稱為虛方法表的方法來優(yōu)化調(diào)用的效率。

所謂虛方法表,就是在類加載的時(shí)候,為每個(gè)類創(chuàng)建一個(gè)表,這個(gè)表包括該類的對(duì)象所有動(dòng)態(tài)綁定的方法及其地址,包括父類的方法,但一個(gè)方法只有一條記錄,子類重寫了父類方法后只會(huì)保留子類的。當(dāng)通過對(duì)象動(dòng)態(tài)綁定方法的時(shí)候,只需要查找這個(gè)表就可以了,而不需要挨個(gè)查找每個(gè)父類。

原文地址:
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