Linking(链接)阶段

Author: Romantic-Lei

JVM/浓缩版/2.类的加载篇/1.类的加载过程(生命周期).md

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 加载的类在JVM中创建相应的类结构，类结构会存储在方法区(JDK1.8之前：永久代；JDK1.8及之后：元空间)。
 
+### Class实例的位置在哪
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+**Class实例的位置** 
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+类将.class文件加载至元空间后，会在堆中创建一个Java.lang.Class对象，用来封装类位于方法区内的数据结构，该Class对象是在加载类的过程中创建的，每个类都对应有一个Class类型的对象。(instanceKlass --> mirror :Class的实例)
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+图示
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+![](images/3.Class类型对象.jpeg)
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+外部可以通过访问代表Order类的Class对象来获取Order的类数据结构。
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+**再说明**
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+Class类的构造方法是私有的，只有JVM能够创建。
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+ java.lang.Class实例是访问类型元数据的接口，也是实现反射的关键数据、入口。通过Class类提供的接口，可以获得目标类所关联的.class文件中具体的数据结构：方法、字段等信息。 
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+ ## 过程二：Linking(链接)阶段
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+### 环节1：链接阶段之Verification(验证)
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+当类加载到系统后，就开始链接操作，验证是链接操作的第一步。
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+<font color = 'red'>它的目的是保证加载的字节码是合法、合理并符合规范的。</font>
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+验证的步骤比较复杂，实际要验证的项目也很繁多，大体上Java虚拟机需要做以下检査，如图所示。
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+![](images/4.链接阶段之Verification(验证).jpeg)
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+**整体说明：**
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+验证的内容则涵盖了类数据信息的格式验证、语义检查、字节码验证，以及符号引用验证等。
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+- 其<font color = 'red'>中格式验证会和装载阶段一起执行。</font>验证通过之后，类加载器才会成功将类的二进制数据信息加载到方法区中。
+- <font color = 'red'>格式验证之外的验证操作将会在方法区中进行。</font>
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+具体说明：
+1. 格式验证：是否以魔数 OxCAFEBABE开头，主版本和副版本号是否在当前Java虚拟机的支持范围内，数据中每一个项是否都拥有正确的长度等。
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+2. Java虚拟机会进行字节码的语义检查，但凡在语义上不符合规范的，虚拟机也不会给予验证通过。比如：
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+  - 是否所有的类都有父类的存在(在Java里，除了Object外，其他类都应该有父类)
+  - 是否一些被定义为final的方法或者类被重写或继承了
+  - 非抽象类是否实现了所有抽象方法或者接口方法
+  - 是否存在不兼容的方法(比如方法的签名除了返回值不同，其他都一样，这种方法会让虚拟机无从下手调度；abstract情况下的方法，就不能是final的了)
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+3. Java虚拟机还会进行字节码验证，字节码验证也是验证过程中最为复杂的一个过程。它试图通过对字节码流的分析，判断字节码是否可以被正确地执行。比如：
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+  - 在字节码的执行过程中，是否会跳转到一条不存在的指令
+  - 函数的调用是否传递了正确类型的参数
+  - 变量的赋值是不是给了正确的数据类型等
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+  栈映射帧(StackMapTable)就是在这个阶段，用于检测在特定的字节码处，其局部变量表和操作数栈是否有着正确的数据类型。但遗憾的是，100%准确地判断一段字节码是否可以被安全执行是无法实现的，因此，该过程只是尽可能地检査出可以预知的明显的问题。<font color = 'red'>如果在这个阶段无法通过检查，虚拟机也不会正确装载这个类。但是，如果通过了这个阶段的检查，也不能说明这个类是完全没有问题的。</font>
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+  在前面3次检查中，已经排除了文件格式错误、语义错误以及字节码的不正确性。但是依然不能确保类是没有问题的。
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+4. 校验器还将进行符号引用的验证。Class文件在其常量池会通过字符串记录自己将要使用的其他类或者方法。因此，在验证阶段，虚拟机就会检查这些类或者方法确实是存在的，并且当前类有权限访问这些数据，如果一个需要使用类无法在系统中找到，则会抛出NoClassDefFoundError,如果一个方法无法被找到，则会抛出NoSuchMethodError。
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+  <font color = 'red'>此阶段在解析环节才会执行。</font>
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+### 环节2：链接阶段之Preparation(准备)
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+<font color = 'red'>简言之，为类的静态变量分配内存，并将其初始化为</font><font color = 'orange'>默认值。</font>
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+在这个阶段，虚拟机就会为这个类分配相应的内存空间，并设置默认初始值。Java虚拟机为各类型变量默认的初始值如表所示。
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+![](images/5.初始值.jpeg)
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+注意：Java并不支持boolean类型，对于boolean类型，内部实现是int，由于int的默认值是0，故对应的，boolean的默认值就是false。
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+注意：
+1. <font color = 'red'>这里不包含基本数据类型的字段用static final修饰的情况，因为final在编译的时候就会分配了，准备阶段会显式赋值。</font>
+2. 注意这里不会为实例变量分配初始化，实例变量是会随着对象一起分配到Java堆中。
+3. <font color = 'red'>在这个阶段并不会像初始化阶段中那样会有初始化或者代码被执行。</font>
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+### 环节3：链接阶段之Resolution(解析)
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+<font color = 'red'>简言之，将类、接口、字段和方法的符号引用转为直接引用。</font>
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+所谓解析就是将符号引用转为直接引用，也就是得到类、字段、方法在内存中的指针或者偏移量。因此，可以说，如果直接引用存在，那么可以肯定系统中存在该类、方法或者字段。但只存在符号引用，不能确定系统中一定存在该结构。
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