对象怎么创建,这个太熟悉了,new一下(其实还有很多途径,比如反射、反序列化、clone等,这里拿最简单的new来讲):
Dog dog = new Dog();
我们总是习惯于固定语句的执行,却对于背后的实现过程缺乏认知,而理解这个过程对后面晦涩难懂的反射和代理其实会有很大帮助,所以请务必学好这块内容。
在看这篇文章之前,啰嗦一句:如果你死记硬背下面所说的流程等于白看,就算现在记住了,一个礼拜后呢,一个月后你又能记得多少,因为对象创建过程这个知识点平常的工作中基本不会涉及到,太底层了,背熟的知识点不经常加以运用容易遗忘,所以我的建议是什么呢,流程做到心里大概有个数,其中涉及到关键的知识点记牢就可以了。
JVM内存
先简单说下java虚拟机内存模型和存放内容的区别,两部分:
- 栈内存 存放基本类型数据和对象的引用变量,数据可以直接拿来访问,速度比堆快
- 堆内存 存放创建的对象和数组,会由java虚拟机的自动垃圾回收来管理(GC),创建一个对象放入堆内的同时也会在栈中创建一个指向该对象堆内存中的地址引用变量,下面说的对象就是存在该内存中
下面我们就按照对象生成的过程来一一讲解参与其中过程的各个概念
首先有这么一个类,后面的初始化基于这个讲解:
/**
* @author 炜哥
* @since 2021-04-18 11:01:41
*
* 执行顺序:(优先级从高到低。)静态代码块>构造代码块>构造方法>普通方法。
* 其中静态代码块只执行一次。构造代码块在每次创建对象是都会执行。
*/
public class Dog {
//默认狗狗的最大年龄是16岁
private static int dog_max_age = 16;
//狗狗的名字
private String dog_name;
{
System.out.println("狗狗的构造代码块");
}
static {
System.out.println("狗狗的静态代码块");
}
//无参构造器故意没设
//有参构造器
public Dog(String dog_name) {
this.dog_name = dog_name;
}
public void getDogInfo(){
System.out.println("名字是:"+dog_name + " 年龄:" + dog_max_age);
}
//狗叫
public static void barking(){
System.out.println("汪汪汪~~~");
}
}
JVM生成.class文件
一个java文件会在编译期间被初始化生成.class字节码文件,字节码文件是专门给JVM阅读的,我们平时吭哧吭哧写的一行行代码最终都会被编译成机器能看懂的语句,这个文件后面会被类加载器加载到内存。
类加载器加载.class文件
《深入理解Java的虚拟机》中大概有这么一句话:在虚拟机遇到一条new的指令时,会去检查一遍在静态常量池中能否定位到一个类的符号引用 (就这个类的路径+名字),并且检查这个符号引用代表的类是否已被加载、解析和初始化过。如果不是第一次使用,那必须先执行相应的类加载过程,这个过程由类加载器来完成。
类加载字面意思就可以理解成加载class文件,更准确点的说法就是会把class文件变成一个二进制流加载到内存中,即把类的描述信息加载到Metaspace,至于类加载器如何找到并把一个class文件转成IO流加载到内存中,我后面会专门写一篇关于类加载器的文章,这里就只要理解创建对象中有这么一步就行了。不过这里面有很重要的概念不得不讲:Class对象
知识扩展:Class对象
划重点,这是个非常重要的概念,理解它对于理解后面的反射和代理会有很大的帮助
类加载器 ClassLoader 加载class文件时,会把类里的一些数值常量、方法、类信息等加载到内存中,称之为类的元数据,最终目的是为了生成一个Class对象用来描述类,这个对象会被保存在.class文件里,可能有新手看到这里会比较懵逼,class也有对象?
当然了,Class是个实实在在的类(用来描述类的类,比较拗口),有构造方法( private ,意味着可以生成对象,但不能手动生成,由JVM自动创建Class对象),类加载器会给每个java文件都创建一个Class对象,用来描述类,我画个图:
//以下操作只能由jvm完成,我们手动做不了
Class cls1 = new Class(Dog.class.getClassLoader());
Class cls2 = new Class(Cat.class.getClassLoader());
Class cls3 = new Class(People.class.getClassLoader());
这个Class对象除了描述对应的类之外还有什么作用呢?也可以生成对象,就是java的反射概念(通过Class实例获取类信息) 上面说了,Class类是用来描述像People.Class类的类,那么它里面肯定包含了所有能够描述该class的所有属性,比如类名、方法、接口等,我们先到Class类源码中瞄一眼:
这里面有个方法 newInstance()
,即创建对象, 我把源代码贴出来并简单解析下:
@CallerSensitive
public T newInstance()
throws InstantiationException, IllegalAccessException
{
if (System.getSecurityManager() != null) {
checkMemberAccess(Member.PUBLIC, Reflection.getCallerClass(), false);
}
if (cachedConstructor == null) {
if (this == Class.class) {
throw new IllegalAccessException(
"Can not call newInstance() on the Class for java.lang.Class"
);
}
try {
Class<?>[] empty = {};
//声明无参构造对象
final Constructor<T> c = getConstructor0(empty, Member.DECLARED);
// Disable accessibility checks on the constructor
// since we have to do the security check here anyway
// (the stack depth is wrong for the Constructor's
// security check to work)
java.security.AccessController.doPrivileged(
new java.security.PrivilegedAction<Void>() {
public Void run() {
c.setAccessible(true);
return null;
}
});
cac