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2.对象加载与类加载

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1.创建对象的过程？

“当 JVM 遇到一条字节码 new 指令时，创建对象的过程主要分为 五步：

第一步：类加载检查 (Class Loading Check)

  • JVM 首先会去检查这个指令的参数，看能不能在常量池中定位到一个类的符号引用。

  • 然后检查这个符号引用代表的类是不是已经被加载、解析和初始化过。

  • 如果没有，那必须先执行相应的 类加载过程（Loading → Linking → Initializing）。

第二步：分配内存 (Memory Allocation) —— 核心点

  • 类加载检查通过后，JVM 就知道这个对象需要多大的内存了（类加载完大小就确定了）。

  • 接下来会在 堆 (Heap) 中划分一块内存给这个对象。

  • （这里涉及‘指针碰撞’和‘空闲列表’两种分配方式，视堆内存是否规整而定）。

第三步：初始化零值 (Zero Initialization)

  • 内存分配完后，JVM 需要将分配到的内存空间都初始化为 零值（不包括对象头）。

  • 这就是为什么我们在 Java 代码中定义成员变量 int i，不赋值直接用也不会报错（因为默认是 0）。

第四步：设置对象头 (Setting Object Header)

  • JVM 要对对象进行必要的设置：比如这个对象是哪个类的实例、如何找到类的元数据、对象的哈希码、对象的 GC 分代年龄等信息。

  • 这些信息都存放在 对象头 (Object Header) 中。

第五步：执行 <init> 方法 (Execution)

  • 上面 4 步做完，从 JVM 角度看对象已经造好了，但从 Java 程序的角度看，对象才刚刚开始。

  • 此时会执行构造函数（也就是字节码里的 <init> 方法），按照我们的意愿对对象进行初始化（赋值）。

  • 执行完这一步，一个真正可用的对象才算完全产生。”

2.对象的生命周期

创建：对象通过关键字new在堆内存中被实例化，构造函数被调用，对象的内存空间被分配。 使用：对象被引用并执行相应的操作，可以通过引用访问对象的属性和方法，在程序运行过程中被不断使用。 销毁：当对象不再被引用时，通过垃圾回收机制自动回收对象所占用的内存空间。垃圾回收器会在适当的时候检测并回收不再被引用的对象，释放对象占用的内存空间，完成对象的销毁过程。

3.类加载器有哪些？

“在 Java (JDK 8) 中，主要有 3 个核心类加载器，它们是层级关系的：

1. 启动类加载器 (Bootstrap ClassLoader)

  • 地位： 老祖宗。它是最顶层的加载器。

  • 实现： 由 C++ 编写（所以在 Java 代码里拿不到它的引用，是一个 null）。

  • 职责： 负责加载 Java 的核心类库。

  • 路径： 加载 JAVA_HOME/lib 目录下的 jar 包（比如 rt.jar，里面有 String, System 这些最基础的类）。

2. 扩展类加载器 (Extension ClassLoader)

  • 地位： 二把手。

  • 实现： Java 编写。

  • 职责： 负责加载 Java 的扩展库。

  • 路径： 加载 JAVA_HOME/lib/ext 目录下的 jar 包。里面有压缩，js 引擎，加密，国际语言

3. 应用程序类加载器 (Application ClassLoader)

  • 地位： 干活的主力。也叫系统类加载器 (System ClassLoader)。

  • 实现： Java 编写。

  • 职责： 负责加载我们自己写的代码和引用的第三方 jar 包。

  • 路径： 加载 CLASSPATH 环境变量指定的路径。

4. 自定义类加载器 (Custom ClassLoader)

  • 职责： 如果我们需要从网络、加密文件或非标准路径加载类，可以继承 ClassLoader 类来实现自己的加载逻辑（比如 Tomcat 就自定义了很多）。”

形象比喻：家族企业

把 JVM 想象成一个 “家族企业”，找东西（加载类）的时候有严格的等级制度：

  • Bootstrap (爷爷 - 创始人)：

    • 只管最核心的机密文件（JDK 核心库）。他看不懂中文（Java），只懂底层（C++）。

  • Extension (爸爸 - 分公司老总)：

    • 管一些扩展业务（Ext 库）。

  • Application (你 - 基层员工)：

    • 管所有日常杂活（你的业务代码）。

  • Parent Delegation (双亲委派)：

    • 当你需要找一个文件（类）时，你不敢自己先找，必须先问爸爸：“爸，这东西你有吗？”

    • 爸爸也不敢自己找，先问爷爷：“爹，这东西你有吗？”

    • 爷爷说“没有” → 爸爸才敢找。

    • 爸爸也说“没有” → 你才敢自己找。

4.为什么要设计成这样一层层往上问？（为什么要双亲委派？）

“主要为了解决 安全 和 唯一性 的问题：

  1. 避免重复加载 (唯一性)：

    • 如果没有双亲委派，我自己写了个 java.lang.String，你又写了个 java.lang.String。

    • JVM 就乱套了，不知道该用哪一个。

    • 有了双亲委派，无论谁要加载 String，最终都会委派给爷爷 (Bootstrap)。爷爷发现他已经加载过官方的 String 了，直接返回，保证了核心类在内存中只有一份。

  2. 保证安全 (沙箱安全机制)：

    • 如果黑客自定义了一个 java.lang.System 类来替换核心类，里面写了恶意代码。

    • 如果没有双亲委派，这个恶意类就被加载进来了。

    • 有了双亲委派，JVM 根本不会理会黑客写的这个类，因为爷爷那里已经有一份正版的 System 了。”

_5.双亲委派模型的作用

6.讲一下类加载过程？

阶段术语比喻解释
1加载买房拿钥匙找到房子（Class文件），拿到钥匙（Class对象），进门了。
2.1验证验房检查墙体有没有裂缝，是不是危房（由 CAFEBABE 验证）。
2.2准备刮大白/硬装先把墙刷白，家具还没进场。此时只有空壳子（变量赋零值：int=0）。
2.3解析接通水电把图纸上的“插座位置”变成墙上真正的“电线接口”（符号引用 → 内存地址）。
3初始化软装/入住按照你的喜好摆放沙发、挂画（执行 static 赋值和代码块），房子真正可以用了。

  • 顺序：类加载（备案图纸） $\rightarrow$ 对象创建（按图盖房）。

  • 关系：类是模板（1个），对象是实例（N个）。对象引用类，但不被类包含。

  • 空间：类在元空间，对象在堆。

7.讲一下类的加载和双亲委派原则

“双亲委派模型其实是服务于类加载过程中‘加载 (Loading)’这一阶段的。

比如我要 new User()：

  1. 加载阶段：JVM 发现还没加载 User 类，于是启用双亲委派，AppClassLoader 问 Ext，Ext 问 Boot，Boot 说没有，最后 AppClassLoader 自己把 User.class 文件读进来。

  2. 连接阶段：给 User 里的 static 变量赋零值。

  3. 初始化阶段：执行 static 代码块。

这样 User 类就算彻底加载完了。”

维度类的加载过程 (Process)双亲委派原则 (Mechanism)
关注点生命周期 (做什么事?)层级规则 (谁来做?)
核心步骤加载 → 连接(验证/准备/解析) → 初始化App → Ext → Boot (向上委托，向下加载)
关系包含关系 (双亲委派是”加载”步骤的策略)服务关系 (服务于类的安全性与唯一性)

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