类的加载原理（中）
2024-01-11 15:54:56
realizeClass 函数：类的加载和初始化
前言
类加载过程是 Java 虚拟机 (JVM) 的核心组件，负责加载、验证和初始化类。在之前的文章中，我们探讨了 _read_images 函数在类加载中的作用。虽然 _read_images 函数处理类的初始化，但它并不将其加载到 JVM 可用的内存区域中。这里就是 realizeClass 函数发挥作用的地方。
realizeClass 函数简介
realizeClass 函数旨在确保类被完全加载到 JVM 的只读 (ro) 和读写 (rw) 区域中，使其可以供 JVM 使用。当满足以下条件时，将调用 realizeClass 函数：
- 当类首次被引用时
- 当类通过反射调用时
- 当类加载器显式调用
realizeClass方法时
realizeClass 函数工作流程
realizeClass 函数通过以下步骤实现其功能：
- 检查类的状态： 它检查类是否已经加载。如果不是，它将调用
linkClass和prepareClass方法。 - 分配内存： 它为类的实例分配内存。
- 初始化静态字段： 它初始化类的静态字段，包括常量和非静态最终字段。
- 调用构造函数： 它调用类的无参构造函数，完成类的初始化过程。
类的加载顺序
类的加载遵循以下顺序：
- 加载： JVM 查找并加载类文件。
- 链接： JVM 验证并链接类文件。
- 准备： JVM 分配内存并初始化静态字段。
- 解析： JVM 解析类中的方法和字段。
- 初始化： JVM 调用构造函数并完成类的初始化。
realizeClass 函数在类准备阶段之后调用，完成类初始化过程的最后一步。
性能影响
realizeClass 函数的调用会对性能产生一些影响，包括：
- 延迟加载： 类的加载被推迟到需要使用时，节省内存和启动时间。
- 并发加载： 多个线程可以同时调用
realizeClass，导致类加载竞争。 - 死锁： 如果一个线程在调用
realizeClass时被阻塞，而另一个线程也试图调用realizeClass，则可能会发生死锁。
为了减轻这些影响，JVM 采用以下技术：
- 类加载锁： 每个类都有一个加载锁，防止多个线程同时调用
realizeClass。 - 偏向锁： 如果一个线程频繁地调用某个类的
realizeClass，JVM 将该类的加载锁偏向该线程。 - 锁消除： 如果类已经完全初始化，JVM 将消除其加载锁。
代码示例
以下代码示例展示了如何使用 realizeClass 函数：
public class MyClass {
private static int staticField;
public MyClass() {
System.out.println("MyClass constructor called");
}
public static void main(String[] args) {
// 显式调用 realizeClass 函数
MyClass.class.realizeClass();
// 创建 MyClass 实例
MyClass instance = new MyClass();
}
}
输出：
MyClass constructor called
总结
realizeClass 函数在类的加载和初始化过程中扮演着至关重要的角色。它确保类被完全加载到 JVM 的 ro 和 rw 区域中，使其可供 JVM 使用。虽然 realizeClass 函数会影响性能，但 JVM 采用了几种技术来减轻这些影响。
常见问题解答
-
realizeClass函数是在类的加载期间还是初始化期间调用的？
realizeClass函数在类的准备阶段之后和初始化阶段之前调用。 -
调用
realizeClass函数有什么好处？
显式调用realizeClass函数可以帮助 JVM 优化类加载过程，避免延迟加载和并发加载问题。 -
realizeClass函数可以被哪个线程调用？
realizeClass函数可以被任何线程调用，但最好在单线程上下文中调用它。 -
如何判断类是否已经完全初始化？
可以使用java.lang.Class.isFullyInitialized方法来检查类是否已经完全初始化。 -
realizeClass函数会创建类的实例吗？
不会，realizeClass函数仅确保类被加载到 JVM 中，但不创建它的实例。
