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标题: 深入理解 Java 虚拟机(7) [打印本页]

作者: look_w    时间: 2018-12-24 16:58     标题: 深入理解 Java 虚拟机(7)

验证验证的目的是为了确保 Class 文件中的字节流包含的信息符合当前虚拟机的要求,而且不会危害虚拟机自身的安全。不同的虚拟机对类验证的实现可能会有所不同,但大致都会完成以下四个阶段的验证:文件格式的验证、元数据的验证、字节码验证和符号引用验证。
准备准备阶段是正式为类变量分配内存并设置类变量初始值的阶段,这些内存都将在方法区中分配。对于该阶段有以下几点需要注意:
假设一个类变量的定义为:
public static int value = 3;那么变量 value 在准备阶段过后的初始值为 0,而不是 3,因为这时候尚未开始执行任何 Java 方法,而把 value 赋值为 3 的 putstatic 指令是在程序编译后,存放于类构造器 ()方法之中的,所以把 value 赋值为 3 的动作将在初始化阶段才会执行。
下表列出了 Java 中所有基本数据类型以及 reference 类型的默认零值:

这里还需要注意如下几点:
如果类字段的字段属性表中存在 ConstantValue 属性,即同时被 final 和 static 修饰,那么在准备阶段变量 value 就会被初始化为 ConstValue 属性所指定的值。
假设上面的类变量 value 被定义为:
public static final int value = 3;编译时 Javac 将会为 value 生成 ConstantValue 属性,在准备阶段虚拟机就会根据 ConstantValue 的设置将 value 赋值为 3。回忆上一篇博文中对象被动引用的第 2 个例子,便是这种情况。我们可以理解为 static final 常量在编译期就将其结果放入了调用它的类的常量池中。
解析解析阶段是虚拟机将常量池中的符号引用转化为直接引用的过程。在 Class 类文件结构一文中已经比较过了符号引用和直接引用的区别和关联,这里不再赘述。前面说解析阶段可能开始于初始化之前,也可能在初始化之后开始,虚拟机会根据需要来判断,到底是在类被加载器加载时就对常量池中的符号引用进行解析(初始化之前),还是等到一个符号引用将要被使用前才去解析它(初始化之后)。
对同一个符号引用进行多次解析请求时很常见的事情,虚拟机实现可能会对第一次解析的结果进行缓存(在运行时常量池中记录直接引用,并把常量标示为已解析状态),从而避免解析动作重复进行。
解析动作主要针对类或接口、字段、类方法、接口方法四类符号引用进行,分别对应于常量池中的 CONSTANT_Class_info、CONSTANT_Fieldref_info、CONSTANT_Methodref_info、CONSTANT_InterfaceMethodref_info 四种常量类型。
1、类或接口的解析:判断所要转化成的直接引用是对数组类型,还是普通的对象类型的引用,从而进行不同的解析。
2、字段解析:对字段进行解析时,会先在本类中查找是否包含有简单名称和字段描述符都与目标相匹配的字段,如果有,则查找结束;如果没有,则会按照继承关系从上往下递归搜索该类所实现的各个接口和它们的父接口,还没有,则按照继承关系从上往下递归搜索其父类,直至查找结束,查找流程如下图所示:

从下面一段代码的执行结果中很容易看出来字段解析的搜索顺序:
class Super{      public static int m = 11;      static{          System.out.println("执行了super类静态语句块");      }  }  class Father extends Super{      public static int m = 33;      static{          System.out.println("执行了父类静态语句块");      }  }  class Child extends Father{      static{          System.out.println("执行了子类静态语句块");      }  }  public class StaticTest{      public static void main(String[] args){          System.out.println(Child.m);      }  }  执行结果如下:
执行了super类静态语句块 执行了父类静态语句块 33如果注释掉 Father 类中对 m 定义的那一行,则输出结果如下:
执行了super类静态语句块11另外,很明显这就是上篇博文中的第 1 个例子的情况,这里我们便可以分析如下:static 变量发生在静态解析阶段,也即是初始化之前,此时已经将字段的符号引用转化为了内存引用,也便将它与对应的类关联在了一起,由于在子类中没有查找到与 m 相匹配的字段,那么 m 便不会与子类关联在一起,因此并不会触发子类的初始化。
最后需要注意:理论上是按照上述顺序进行搜索解析,但在实际应用中,虚拟机的编译器实现可能要比上述规范要求的更严格一些。如果有一个同名字段同时出现在该类的接口和父类中,或同时在自己或父类的接口中出现,编译器可能会拒绝编译。如果对上面的代码做些修改,将 Super 改为接口,并将 Child 类继承 Father 类且实现 Super 接口,那么在编译时会报出如下错误:
StaticTest.java:24: 对 m 的引用不明确,Father 中的 变量 m 和 Super 中的 变量 m都匹配                System.out.println(Child.m);                                        ^1 错误3、类方法解析:对类方法的解析与对字段解析的搜索步骤差不多,只是多了判断该方法所处的是类还是接口的步骤,而且对类方法的匹配搜索,是先搜索父类,再搜索接口。
4、接口方法解析:与类方法解析步骤类似,知识接口不会有父类,因此,只递归向上搜索父接口就行了。




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