JVM：类加载与字节码技术-2

说明：这是看了 bilibili 上 黑马程序员 的课程 JVM完整教程后做的笔记

内容

这部分内容在上一篇笔记中：

类文件结构

字节码指令

编译期处理
类加载阶段
类加载器
运行期优化

3. 编译期处理

所谓的 语法糖 ，其实就是指 java 编译器把 *.java 源码编译为 *.class 字节码的过程中，自动生成和转换的一些代码，主要是为了减轻程序员的负担，算是 java 编译器给我们的一个额外福利（给糖吃嘛）

注意，以下代码的分析，借助了 javap 工具，idea 的反编译功能，idea 插件 jclasslib 等工具。另外，编译器转换的结果直接就是 class 字节码，只是为了便于阅读，给出了几乎等价的 java 源码方式，并不是编译器还会转换出中间的 java 源码，切记。

3.1 默认构造器

public class Candy1{

}

编译成class后的代码：

public class Candy1 {

	// 这个无参构造是编译器帮助我们加上的

    public Candy1() {

        // 即调用父类 Object 的无参构造方法，即调用 java/lang/Object." <init>":()V

        super();

    }

}

3.2 自动拆装箱

这个特性是 JDK 5 开始加入的，代码片段1：

public class Candy2{

    public static void main(String[] args){

        Integer x = 1;

        int y = x;

    }

}

这段代码在 JDK 5 之前是无法编译通过的，必须改写为代码片段2 :

public class Candy2{

    public static void main(String[] args){

        Integer x = Integer.valueOf(1);

        int y = x.intValue();

    }

}

显然之前版本的代码太麻烦了，需要在基本类型和包装类型之间来回切换（尤其是集合类中操作的都是包装类型），因此这些转换的事情在JDK5以后都在编译阶段完成。即代码片段1都会在编译阶段被转换为代码片段2。

3.3 泛型集合取值

泛型也是在 JDK 5 开始加入的特性，但 java 在编译泛型代码后会执行 泛型擦除 的动作，即泛型信息在编译为字节码之后就丢失了，实际的类型都当做了 Object 类型来处理：

public class Candy3 {

    public static void main(String[] args) {

        List<Integer> list = new ArrayList<>();

        list.add(10); // 实际调用的是 List.add(Object e)

        Integer x = list.get(0); // 实际调用的是 Object obj = List.get(int index);

    }

}

所以在取值时，编译器真正生成的字节码中，还要额外做一个类型转换的操作：

// 需要将 Object 转为 Integer

Integer x = (Integer)list.get(0);

如果前面的 x 变量类型修改为 int 基本类型那么最终生成的字节码是：

// 需要将 Object 转为 Integer, 并执行拆箱操作

int x = ((Integer)list.get(0)).intValue();

还好这些麻烦事都不用自己做。

擦除的是字节码上的泛型信息，可以看到 LocalVariableTypeTable 仍然保留了方法参数泛型的信息

  public static void main(java.lang.String[]);

    descriptor: ([Ljava/lang/String;)V

    flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC

    Code:

      stack=2, locals=3, args_size=1

         0: new           #2  // class java/util/ArrayList

         3: dup

         4: invokespecial #3  // Method java/util/ArrayList."<init>":()V

         7: astore_1

         8: aload_1

         9: bipush        10

        11: invokestatic  #4  // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;

        14: invokeinterface   // InterfaceMethod java/util/List.add:(Ljava/lang/Object;)Z--->接口方法调用，可以看到传入参数类型为Object类型

        19: pop

        20: aload_1

        21: iconst_0          // 设置get需要的下标

        22: invokeinterface   // InterfaceMethod java/util/List.get:(I)Ljava/lang/Object;--->接口方法调用，返回的类型为Object类型

        27: checkcast     #7  // class java/lang/Integer--->进行类型转换

        30: astore_2

        31: return

      LineNumberTable:

        line 8: 0

        line 9: 8

        line 10: 20

        line 11: 31

      LocalVariableTable:

        Start  Length  Slot  Name   Signature

            0      32     0  args   [Ljava/lang/String;

            8      24     1  list   Ljava/util/List;

           31       1     2     x   Ljava/lang/Integer;

      LocalVariableTypeTable:  // 这里保留了方法参数泛型的信息

        Start  Length  Slot  Name   Signature // 如下方slot1中保存了Integer泛型信息

            8      24     1  list   Ljava/util/List<Ljava/lang/Integer;>;

使用反射，仍然能够获得这些信息：

public Set<Integer> test(List<String> list, Map<Integer, Object> map){}

Method test = Candy3.class.getMethod("test", List.class, Map.class);  // 不需要带泛型

Type[] types = test.getGenericParameterTypes();

for (Type type : types) {

    if (type instanceof ParameterizedType) {  // 判断type是不是泛型类型

        ParameterizedType parameterizedType = (ParameterizedType) type;

        System.out.println("原始类型 - " + parameterizedType.getRawType());

        Type[] arguments = parameterizedType.getActualTypeArguments();

        for (int i = 0; i < arguments.length; i++) {

            System.out.printf("泛型参数[%d] - %s\n", i, arguments[i]);

        }

    }

}

输出：

原始类型 - interface java.util.List

泛型参数[0] - class java.lang.String

原始类型 - interface java.util.Map

泛型参数[0] - class java.lang.Integer

泛型参数[1] - class java.lang.Object

3.4 可变参数

可变参数也是 JDK 5 开始加入的新特性：例如：

public class Candy4{

    public static void foo(String... args){

        String[] array = args;  // 直接赋值

        System.out.println(array);

    }

    public static void main(String[] args){

        foo("hello", "world");

    }

}

可变参数 String... args 其实是一个 String[] args ，从代码中的赋值语句中就可以看出来。同样 java 编译器会在编译期间将上述代码变换为：

public class Candy4 {

    public static void foo(String[] args) {

        String[] array = args; // 直接赋值

        System.out.println(array);

    }

    public static void main(String[] args) {

    	foo(new String[]{"hello", "world"});

    }

}

注意：如果调用了 foo() 则等价代码为 foo(new String[]{}) ，创建了一个空的数组，而不会

传递 null 进去

3.5 foreach 循环

仍是 JDK 5 开始引入的语法糖，数组的循环：

public class Candy5_1{

    public static void main(String[] args){

        int[] array = {1, 2, 3, 4, 5}; // 数组赋初值的简化写法也是语法糖哦

        for(int e: array){

            System.out.println(e);

        }

    }

}

会被编译器转换为：

public class Candy5_1 {

    public Candy5_1() {

    }

    public static void main(String[] args) {

        int[] array = new int[]{1, 2, 3, 4, 5};

        for(int i = 0; i < array.length; ++i) {

            int e = array[i];

            System.out.println(e);

        }

    }

}

而集合的循环：

public class Candy5_2 {

    public static void main(String[] args) {

        List<Integer> list = Arrays.asList(1,2,3,4,5);

        for (Integer i : list) {

            System.out.println(i);

        }

    }

}

实际被编译器转换为对迭代器的调用：

public class Candy5_2 {

    public Candy5_2() {

    }

    public static void main(String[] args) {

        List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);

        Iterator iter = list.iterator();

        while(iter.hasNext()) {

            Integer e = (Integer)iter.next();  // 底层都是Object类型

            System.out.println(e);

        }

    }

}

注意：foreach 循环写法，能够配合数组，以及所有实现了 Iterable 接口的集合类一起使用，其中 Iterable 用来获取集合的迭代器（ Iterator ）

3.6 switch 字符串

从 JDK 7 开始，switch 可以作用于字符串和枚举类，这个功能其实也是语法糖，例如：

public class Candy6_1 {

    public static void choose(String str) {

        switch (str) {

            case "hello": {

                System.out.println("h");

                break;

            }

            case "world": {

                System.out.println("w");

                break;

            }

        }

    }

}

注意 switch 配合 String 和枚举使用时，变量不能为null，原因分析完语法糖转换后的代码应当自然清楚

会被编译器转换为：

public class Candy6_1 {

    public Candy6_1() {

    }

    public static void choose(String str) {

        byte x = -1;

        switch(str.hashCode()) {

            case 99162322: // hello 的 hashCode

                if (str.equals("hello")) {

                    x = 0;

                }

                break;

            case 113318802: // world 的 hashCode

                if (str.equals("world")) {

                    x = 1;

                }

        }

        switch(x) {

            case 0:

                System.out.println("h");

                break;

            case 1:

                System.out.println("w");

        }

    }

}

可以看到，执行了两遍 switch，第一遍是根据字符串的 hashCode 和 equals 将字符串的转换为相应 byte 类型，第二遍才是利用 byte 执行进行比较。

为什么第一遍时必须既比较 hashCode，又利用 equals 比较呢？hashCode 是为了提高效率，减少可能的比较；而 equals 是为了防止 hashCode 冲突，例如 BM 和 C. 这两个字符串的hashCode值都是2123 ，如果有如下代码：

public class Candy6_2 {

    public static void choose(String str) {

        switch (str) {

            case "BM": {

                System.out.println("h");

                break;

            }

            case "C.": {

                System.out.println("w");

                break;

            }

        }

    }

}

会被编译器转换为：

public class Candy6_2 {

    public Candy6_2() {

    }

    public static void choose(String str) {

        byte x = -1;

        switch(str.hashCode()) {

            case 2123: // hashCode 值可能相同，需要进一步用 equals 比较

                if (str.equals("C.")) {

                    x = 1;

                } else if (str.equals("BM")) {

                    x = 0;

                }

            default:

                switch(x) {

                    case 0:

                        System.out.println("h");

                        break;

                    case 1:

                        System.out.println("w");

                }

        }

    }

}

3.7 switch 枚举

switch 枚举的例子，原始代码：

enum Sex {

    MALE, FEMALE;

}

public class Candy7 {

    public static void foo(Sex sex) {

        switch (sex) {

            case MALE:

                System.out.println("男"); break;

            case FEMALE:

                System.out.println("女"); break;

        }

    }

}

转换后代码：

public class Candy7{

    /**

      * 定义一个合成类（仅 jvm 使用，对我们不可见）

      * 用来映射枚举的 ordinal 与数组元素的关系

      * 枚举的 ordinal 表示枚举对象的序号，从 0 开始

      * 即 MALE 的 ordinal()=0，FEMALE 的 ordinal()=1

      */

    static class $MAP {

        // 数组大小即为枚举元素个数，里面存储case用来对比的数字

        static int[] map = new int[2];

        static {

            map[Sex.MALE.ordinal()] = 1;

            map[Sex.FEMALE.ordinal()] = 2;

        }

    }

    public static void foo(Sex sex) {

        int x = $MAP.map[sex.ordinal()];

        switch (x) {

            case 1:

                System.out.println("男");

                break;

            case 2:

                System.out.println("女");

                break;

        }

    }

}

3.8 枚举类

JDK 7 新增了枚举类，以前面的性别枚举为例：

enum Sex {  // 也是一个class

    // 实例对象，与普通类的区别为：普通类对象无穷多个；枚举类中实例对象是有限的，此处只有两个实例对象

    MALE, FEMALE

}

转换后代码：

public final class Sex extends Enum<Sex> {

    public static final Sex MALE;

    public static final Sex FEMALE;

    private static final Sex[] $VALUES;

    static {

        MALE = new Sex("MALE", 0);

        FEMALE = new Sex("FEMALE", 1);

        $VALUES = new Sex[]{MALE, FEMALE};

    }

    /**

	  * Sole constructor. Programmers cannot invoke this constructor.

	  * 唯一构造函数，程序员不能调用此构造函数。

	  * It is for use by code emitted by the compiler in response to

	  * enum type declarations.

	  *

	  * @param name - The name of this enum constant, which is the identifier used to declare it.

	  * @param ordinal - The ordinal of this enumeration constant (its position in the enum declaration, where the initial constant is assigned

	  */

    private Sex(String name, int ordinal) {

        super(name, ordinal);

    }

    public static Sex[] values() {

        return $VALUES.clone();

    }

    public static Sex valueOf(String name) {

        return Enum.valueOf(Sex.class, name);

    }

}

3.9 try-with-resources

JDK 7 开始新增了对需要关闭的资源处理的特殊语法 try-with-resources：

try(资源变量 = 创建资源对象){

} catch() {

}

其中资源对象需要实现 AutoCloseable 接口，例如 InputStream 、 OutputStream 、Connection 、 Statement 、 ResultSet 等接口都实现了 AutoCloseable ，使用 try-with-resources 可以不用写 finally 语句块，编译器会帮助生成关闭资源代码，例如：

public class Candy9 {

    public static void main(String[] args) {

        try(InputStream is = new FileInputStream("d:\\1.txt")) {

            System.out.println(is);

        } catch (IOException e) {

            e.printStackTrace();

        }

    }

}

会被转换为：

public class Candy9 {

    public Candy9() {

    }

    public static void main(String[] args) {

        try {

            InputStream is = new FileInputStream("d:\\1.txt");

            Throwable t = null;

            try{

                System.out.println(is);

            }catch(Throwable e1){

                // t 是我们代码出现的异常

                t = e1;

                throw e1;

            }finally {

                // 判断了资源不为空

                if (is != null) {

                    // 如果我们代码有异常

                    if (t != null) {

                        try {

                            is.close();

                        } catch (Throwable e2) {

                            // 如果 close 出现异常，作为被压制异常添加

                            t.addSuppressed(e2);

                        }

                    }else {

                        // 如果我们代码没有异常

                        // close 出现的异常就是最后 catch 块中的 e

                        is.close();

                    }

                }

            }catch (IOException e) {

                e.printStackTrace();

            }

        }

    }

}

为什么要设计一个 addSuppressed(Throwable e) （添加被压制异常）的方法呢？是为了防止异常信息的丢失（想想 try-with-resources 生成的 fianlly 中如果抛出了异常）：

public class Test6 {

    public static void main(String[] args) {

        try (MyResource resource = new MyResource()) {

            int i = 1/0;

        } catch (Exception e) {

            e.printStackTrace();

        }

    }

}

class MyResource implements AutoCloseable {  // 实现了AutoCloseable

    public void close() throws Exception {

        throw new Exception("close 异常");  // 内层，被压制的异常

    }

}

输出：

java.lang.ArithmeticException: / by zero

	at cn.xyc.Test6.main(Test6.java:22)

	Suppressed: java.lang.Exception: close 异常  // 内层，被压制的异常

		at cn.xyc.MyResource.close(Test6.java:30)

		at cn.xyc.Test6.main(Test6.java:23)

如以上代码所示，两个异常信息都不会丢失。

3.10 方法重写时的桥接方法

我们都知道，方法重写时对返回值分两种情况：

父子类的返回值完全一致
子类返回值可以是父类返回值的子类（比较绕口，见下面的例子）

class A {

    public Number m() {

        return 1;

    }

}

class B extends A {

    @Override

    // 子类 m 方法的返回值是 Integer 是父类 m 方法返回值 Number 的子类

    public Integer m() {

        return 2;

    }

}

对于子类，java 编译器会做如下处理：

class B extends A {

    public Integer m() {

        return 2;

    }

    // 此方法才是真正重写了父类 public Number m() 方法

    public synthetic bridge Number m() {

        // 调用 public Integer m()

        return m();

    }

}

其中桥接方法比较特殊，仅对 java 虚拟机可见，并且与原来的 public Integer m() 没有命名冲突，可以用下面反射代码来验证：

for (Method m : B.class.getDeclaredMethods()) {

	System.out.println(m);

}

会输出：

public java.lang.Integer test.candy.B.m()

public java.lang.Number test.candy.B.m()

3.11 匿名内部类

源代码：

public class Candy11{

    public static void main(String[] args){

        Runnable runnable = new Runnable(){

            @Override

            public void run(){

                System.out.println("ok");

            }

        }

    }

}

转换后代码：

// 额外生成的类--->拆分了一个新的类

final class Candy11$1 implements Runnable {

    Candy11$1() {

    }

    public void run() {

        System.out.println("ok");

    }

}

public class Candy11 {

    public static void main(String[] args) {

        Runnable runnable = new Candy11$1();

    }

}

引用局部变量的匿名内部类，源代码：

public class Candy11 {

    public static void test(final int x) {

        Runnable runnable = new Runnable() {

            @Override

            public void run() {

                System.out.println("ok:" + x);

            }

        };

    }

}

转换后代码：

// 额外生成的类

final class Candy11$1 implements Runnable {

    int val$x;  // 与上述不同，这里多了一个属性

    Candy11$1(int x) {

        this.val$x = x;

    }

    public void run() {

        System.out.println("ok:" + this.val$x);

    }

}

public class Candy11 {

    public static void test(final int x) {

        Runnable runnable = new Candy11$1(x);

    }

}

注意：这同时解释了为什么匿名内部类引用局部变量时，局部变量必须是 final 的：因为在创建Candy11$1 对象时，将 x 的值赋值给了 Candy11$1 对象的 val$x，所以 x 不应该再发生变化了，如果变化，那么 val$x 属性没有机会再跟着一起变化。

4. 类加载阶段

4.1 加载

将类的字节码载入方法区中，内部采用 C++ 的 instanceKlass 描述 java 类，它的重要 field 有：
- _java_mirror 即 java 的类镜像，例如对 String 来说，就是 String.class，作用是把 klass 暴露给 java 使用
- _super 即父类
- _fields 即成员变量
- _methods 即方法
- _constants 即常量池
- _class_loader 即类加载器
- _vtable 虚方法表
- _itable 接口方法表
如果这个类还有父类没有加载，先加载父类
加载和链接可能是交替运行的

注意

instanceKlass 这样的【元数据】是存储在方法区（1.8 后的元空间内），但 _java_mirror是存储在堆中可以通过前面介绍的 HSDB 工具查看

4.2 链接

验证

验证类是否符合 JVM规范，安全性检查

用 UE 等支持二进制的编辑器修改 HelloWorld.class 的魔数，在控制台运行：

>> 视频中，将魔数字 CA FE BA BE  --修改为--> CA FE BA BA

Error: A JNI error has occurred, please check your installation and try again

Exception in thread "main" java.lang.ClassFormatError: Incompatible magic value 3405691578 in class file cn/itcast/jvm/t5/HelloWorld

准备

为 static 变量分配空间，设置默认值

static 变量在 JDK 7 之前存储于 instanceKlass 末尾，从 JDK 7 开始，存储于 _java_mirror 末尾
static 变量分配空间和赋值是两个步骤，分配空间在准备阶段完成，赋值在初始化阶段完成
如果 static 变量是 final 的基本类型，以及字符串常量，那么编译阶段值就确定了，赋值在准备阶段完成
如果 static 变量是 final 的，但属于引用类型，那么赋值也会在初始化阶段完成

说明示例：

public class Load {

    static int a;

    static int b = 10;

    static final int c = 20;

    static final String d = "hello";

    static final Object e = new Object();

}

Recompile上述代码，再对字节码进行反编译javap -v -p Load.class，结果如下：

{

  static int a;        // 只有对a的声明

    descriptor: I

    flags: ACC_STATIC

  static int b; 		// 声明b静态变量

    descriptor: I

    flags: ACC_STATIC

  static final int c;  // static + final + 基本类型

    descriptor: I

    flags: ACC_STATIC, ACC_FINAL

    ConstantValue: int 20  // 赋值在准备阶段完成,而不是在初始化阶段

  static final java.lang.String d;  // static + fianl + 引用类型：字符串常量

    descriptor: Ljava/lang/String;

    flags: ACC_STATIC, ACC_FINAL

    ConstantValue: String hello  // 字符串常量的赋值也是准备阶段完成

  static final java.lang.Object e;  // static + fianl + 引用类型

    descriptor: Ljava/lang/Object;

    flags: ACC_STATIC, ACC_FINAL  // 引用类型,赋值在初始化阶段完成

  public cn.xyc.Load();

    descriptor: ()V

    flags: ACC_PUBLIC

    Code:

      stack=1, locals=1, args_size=1

         0: aload_0

         1: invokespecial #1   // Method java/lang/Object."<init>":()V

         4: return

      LineNumberTable:

        line 3: 0

      LocalVariableTable:

        Start  Length  Slot  Name   Signature

            0       5     0  this   Lcn/xyc/Load;

  static {};  // cinit 构造

    descriptor: ()V

    flags: ACC_STATIC

    Code:

      stack=2, locals=0, args_size=0

         0: bipush        10

         2: putstatic     #2   // Field b:I  完成了对b的赋值

         5: new           #3   // class java/lang/Object

         8: dup

         9: invokespecial #1   // Method java/lang/Object."<init>":()V

        12: putstatic     #4   // Field e:Ljava/lang/Object;

        15: return

      LineNumberTable:

        line 6: 0

        line 9: 5

}

SourceFile: "Load.java"

解析

将常量池中的符号引用解析为直接引用

/**

 * 解析的含义

 */

public class Load2 {

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IOException {

        ClassLoader classloader = Load2.class.getClassLoader();

        // loadClass方法不会导致类的解析和初始化-->类D也不会被加载解析初始化

        Class<?> c = classloader.loadClass("cn.xyc.C");

        // new C();  // 会导致C被加载解析初始化-->类D被加载解析初始化

        System.in.read();

    }

}

class C {

    D d = new D();

}

class D {

}

类D未被解析的情况：// new C();

启动程序，通过jps查看进程ID；
通过下述名带打开HSBS：
```
cd C:\Software\Java\jdk1.8.0_241

java -cp ./lib/sa-jdi.jar sun.jvm.hotspot.HSDB
```
使用参考JVM：类加载与字节码技术-1：2.10 多态的原理
通过Class Browser查看类C的确在JVM中：[class cn.xyc.C @0x00000007c0060a18](klass=0x00000007c0060a18)
但是类D却不在内存中，即没有被加载；

进入类C的常量池中查看，发现了：

Index    Constant Type                  Constant Value

2        JVM_CONSTANT_UnresolvedClass   cn/xyc/D

类D只是一个符号，未经解析的类

类D被解析的情况：new C();

new C();重新运行代码，其他操作如上；
通过Class Browser查看类D也在JVM中了： class cn.xyc.D @0x00000007c0060c10
再看类C的常量池如下：
```
Index    Constant Type         Constant Value

2        JVM_CONSTANT_Class    class cn.xyc.D @0x00000007c0060c10
```
类D已经有地址了，即：将常量池中的符号引用解析为直接引用了

4.3 初始化

`<cinit>()V` 方法

初始化即调用 <cinit>()V ，虚拟机会保证这个类的『构造方法』的线程安全

发生的时机

概括得说，类初始化是【懒惰的】

main 方法所在的类，总会被首先初始化
首次访问这个类的静态变量或静态方法时
子类初始化，如果父类还没初始化，会引发
子类访问父类的静态变量，只会触发父类的初始化
Class.forName，会导致类的初始化
new 会导致初始化

不会导致类初始化的情况

访问类的 static final 静态常量（只有是基本类型和字符串）不会触发初始化
类对象.class 不会触发初始化
创建该类的数组不会触发初始化
类加载的 loadClass 方法
Class.forName 的参数 2 为 false 时

实验

会导致初始化情况：

public class Load3 {

    static {

        System.out.println("main init");

        // 1. 输出：main init  --> 类的静态代码块运行，说明类被加载了

    }

    // 1. main 方法所在的类，总会被首先初始化

    public static void main(String[] args)  throws ClassNotFoundException {

		// 2. 首次访问这个类的静态变量或静态方法时

        // System.out.println(A.a);

        // 2. 输出：main init \n a init \n 0

        // 3. 子类初始化，如果父类还没初始化，会引发

        // System.out.println(B.c);

        // 3. 输出：main init \n a init \n b init \n false

        // 4. 子类访问父类静态变量，只触发父类初始化

        // System.out.println(B.a);

        // 4. 输出：main init \n a init \n 0

        // 5. 会初始化类 B，并先初始化类 A

        // Class.forName("cn.xyc.B");

		// 5. 输出：main init \n a init \n b init

    }

}

class A {

    static int a = 0;

    static {

        System.out.println("a init");

    }

}

class B extends A {

    final static double b = 5.0;

    static boolean c = false;

    static {

        System.out.println("b init");

    }

}

不会导致类初始化的情况：

public class Load3 {

    public static void main(String[] args)  throws ClassNotFoundException {

		// 1. 静态常量不会触发初始化

        System.out.println(B.b);

        // 1. 输出：只打印5.0，B类中的静态代码块没有执行，说明类B没被加载

        // 2. 类对象.class 不会触发初始化

        System.out.println(B.class);

        // 2. 输出：class cn.xyc.B，B类中的静态代码块没有执行，说明类B没被加载

        // 3. 创建该类的数组不会触发初始化

        System.out.println(new B[0]);

        // 3. 输出：[Lcn.xyc.B;@7f31245a，B类中的静态代码块没有执行，说明类B没被加载

        // 4. 不会初始化类B，但会加载 B、A

        ClassLoader cl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();

        cl.loadClass("cn.xyc.B");

        // 4. 输出：无

        // 5. 不会初始化类 B，但会加载 B、A

        ClassLoader c2 = Thread.currentThread().getContextClassLoader();

        Class.forName("cn.xyc.B", false, c2);

        // 5. 输出：无

    }

}

class A {

    static int a = 0;

    static {

        System.out.println("a init");

    }

}

class B extends A {

    final static double b = 5.0;

    static boolean c = false;

    static {

        System.out.println("b init");

    }

}

4.4 练习

从字节码分析，使用 a，b，c 这三个常量是否会导致 E 初始化

public class Load4 {

    public static void main(String[] args) {

        System.out.println(E.a);  // 不会

        System.out.println(E.b);  // 不会

        System.out.println(E.c);  // 会

    }

}

class E {

    public static final int a = 10;

    public static final String b = "hello";

    public static final Integer c = 20;  // Integer.valueOf(20)

    static {

        System.out.println("init E");

    }

}

典型应用 - 完成懒惰初始化单例模式

public final class Singleton{

    private Singleton(){}

    // 内部类中保存单例

    private static class LazyHolder{

        static final Singleton INSTANCE = new Singleton();

        static{

            System.out.println("lazy holder init")

        }

    }

    // 第一次调用 getInstance 方法，才会导致内部类加载和初始化其静态成员

    public static Singleton getInstance(){

        return LazyHolder.INSTANCE;

    }

}

以上的实现特点是：

懒惰实例化
初始化时的线程安全是有保障的，由类加载器保证其安全性

5. 类加载器

以 JDK 8 为例：

名称	负责加载哪的类	说明
启动类加载器：Bootstrap ClassLoader	JAVA_HOME/jre/lib	无法直接访问
扩展类加载器：Extension ClassLoader	JAVA_HOME/jre/lib/ext	上级为 Bootstrap，显示为 null
应用程序类加载器：Application ClassLoader	classpath	上级为 Extension
自定义类加载器	自定义	上级为 Application

5.1 启动类加载器

用 Bootstrap 类加载器加载类：

package cn.xyc;

public class F {

    static {

        System.out.println("bootstrap F init");

    }

}

执行：

public class Load5_1 {

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {

        // Class.forName 完成类的加载链接初始化操作

        Class<?> aClass = Class.forName("cn.xyc.F");

        System.out.println(aClass.getClassLoader());

        // 若类加载器是应用程序加载器输出：AppClassLoader

        // 若类加载器是扩展类加载器输出：ExtClassLoader

        // 但是启动类加载器类加载器java无法直接访问，因此会打印出null

    }

}

输出：

E:\...这个路径是啥...?> java -Xbootclasspath/a:. cn.itcast.jvm.t3.load.Load5

bootstrap F init  // F类被加载

null  			  // 变成了启动类加载器加载

-Xbootclasspath 表示设置 bootclasspath
其中 /a:. 表示将当前目录追加至 bootclasspath 之后
可以用这个办法替换核心类
- java -Xbootclasspath:<new bootclasspath>
- java -Xbootclasspath/a:<追加路径>
- java -Xbootclasspath/p:<追加路径>

5.2 扩展类加载器

package cn.xyc;

public class G {

    static {

        System.out.println("classpath G init");

    }

}

执行：

package cn.xyc;

public class Load5_2 {

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {

        Class<?> aClass = Class.forName("cn.xyc.G");

        System.out.println(aClass.getClassLoader());

    }

}

输出：

classpath G init  // G类被加载

sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2 // 应用程序类加载器

写一个同名的类 :

package cn.xyc;

public class G {

    static {

        // System.out.println("classpath G init");

        System.out.println("Ext G init");

    }

}

打个 jar 包

C:\Users\ZhuCC\Desktop\Java\itcastbingfa\Code\JVM\target\classes>jar -cvf my.jar cn/xyc/G.class

已添加清单

正在添加: cn/xyc/G.class(输入 = 457) (输出 = 312)(压缩了 31%)

将 jar 包拷贝到 JAVA_HOME/jre/lib/ext

重新执行 Load5_2

输出：

Ext G init

sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@29453f44

5.3 双亲委派模式

所谓的双亲委派，就是指调用类加载器的 loadClass 方法时，查找类的规则：

先由上级完成类的加载，若上级没有这个类，则由本级的类加载器来完成类的加载

注意：

这里的双亲，翻译为上级似乎更为合适，因为它们并没有继承关系

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)

    throws ClassNotFoundException {

    synchronized (getClassLoadingLock(name)) {

        // 1. 检查该类是否已经加载

        Class<?> c = findLoadedClass(name);

        if (c == null) {

            long t0 = System.nanoTime();

            try {

                if (parent != null) {

                    // 2. 有上级的话，委派上级 loadClass

                    c = parent.loadClass(name, false);

                } else {

                    	// 3. 如果没有上级了（ExtClassLoader），则委派BootstrapClassLoader

                        c = findBootstrapClassOrNull(name);

                }

            } catch (ClassNotFoundException e) {

            }

            if (c == null) {

                long t1 = System.nanoTime();

                // 4. 每一层找不到，调用 findClass 方法（每个类加载器自己扩展）来加载

                c = findClass(name);

                // 5. 记录耗时

                sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);

                sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);

                sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();

            }

        }

        if (resolve) {

            resolveClass(c);

        }

        return c;

    }

}

例如：

public class Load5_3 {

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {

        System.out.println(Load5_3.class.getClassLoader());

        Class<?> aClass = Load5_3.class.getClassLoader().loadClass("cn.xyc.H");

        System.out.println(aClass.getClassLoader());

    }

}

sun.misc.Launcher$AppClassLoader //1 处，开始查看已加载的类，结果没有，即为null；
sun.misc.Launcher$AppClassLoader // 2 处，委派上级sun.misc.Launcher$ExtClassLoader.loadClass()
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader // 1 处，查看已加载的类，结果没有；
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader // 2 处，委派上级，但是其上级为null，表示已经到启动类加载器了，进入findBootstrapClassOrNull(name); // 3处，委托启动类加载器去查找；
BootstrapClassLoader 是在 JAVA_HOME/jre/lib 下找 H 这个类，显然没有；
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader // 4 处，调用自己的 findClass 方法，是在JAVA_HOME/jre/lib/ext 下找 H 这个类，显然没有，回到 sun.misc.Launcher$AppClassLoader的 // 2 处
继续执行到 sun.misc.Launcher$AppClassLoader // 4 处，调用它自己的 findClass 方法，在classpath 下查找，找到了

5.4 线程上下文类加载器

后面的内容没有很好的了解，待后续再回来理解一下

我们在使用 JDBC 时，都需要加载 Driver 驱动，不知道你注意到没有，不写

Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver")

也是可以让 com.mysql.jdbc.Driver 正确加载的，你知道是怎么做的吗？

让我们追踪一下源码：

public class DriverManager {

    // 注册驱动的集合

    private final static CopyOnWriteArrayList<DriverInfo> registeredDrivers = new CopyOnWriteArrayList<>();

    // 初始化驱动

    static {

        loadInitialDrivers();

        println("JDBC DriverManager initialized");

    }

    // ...

}

先不看别的，看看 DriverManager 的类加载器：

System.out.println(DriverManager.class.getClassLoader());

打印 null，表示它的类加载器是 Bootstrap ClassLoader，会到 JAVA_HOME/jre/lib 下搜索类，但 JAVA_HOME/jre/lib 下显然没有 mysql-connector-java-5.1.47.jar 包，这样问题来了，在DriverManager 的静态代码块中，怎么能正确加载 com.mysql.jdbc.Driver 呢？

继续看 loadInitialDrivers() 方法：

private static void loadInitialDrivers() {

    String drivers;

    try {

        drivers = AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<String>() {

        	public String run() {

                return System.getProperty("jdbc.drivers");

            }

		});

    } catch (Exception ex) {

        drivers = null;

    }

    // 1) 使用 ServiceLoader 机制加载驱动，即SPI

    AccessControler.doPrivileged(new PrivilegedAction<Void>)(){

        public Void run() {

            ServiceLoader<Driver> loadedDrivers = ServiceLoader.load(Driver.class);

            Iterator<Driver> driversIterator = loadedDrivers.iterator();

            try{

                while(driversIterator.hasNext()) {

                    driversIterator.next();

                }

            } catch(Throwable t) {

                // Do nothing

            }

            return null;

        }

    });

    println("DriverManager.initialize: jdbc.drivers = " + drivers);

    // 2）使用 jdbc.drivers 定义的驱动名加载驱动

    if (drivers == null || drivers.equals("")) {

        return;

    }

    String[] driversList = drivers.split(":");

    println("number of Drivers:" + driversList.length);

    for (String aDriver : driversList) {

        try {

            println("DriverManager.Initialize: loading " + aDriver);

            // 这里的 ClassLoader.getSystemClassLoader() 就是应用程序类加载器

            Class.forName(aDriver, true, ClassLoader.getSystemClassLoader());

        } catch (Exception ex) {

            println("DriverManager.Initialize: load failed: " + ex);

        }

    }

}

先看 2）发现它最后是使用 Class.forName 完成类的加载和初始化，关联的是应用程序类加载器，因此可以顺利完成类加载

再看 1）它就是大名鼎鼎的 Service Provider Interface （SPI）

即打破了双亲委派机制

约定如下，在 jar 包的 META-INF/services 包下，以接口全限定名名为文件，文件内容是实现类名称

这样就可以使用

ServiceLoader<接口类型> allImpls = ServiceLoader.load(接口类型.class);

Iterator<接口类型> iter = allImpls.iterator();

while(iter.hasNext()) {

    iter.next();

}

来得到实现类，体现的是【面向接口编程+解耦】的思想，在下面一些框架中都运用了此思想：

JDBC
Servlet 初始化器
Spring 容器
Dubbo（对 SPI 进行了扩展）

接着看 ServiceLoader.load 方法：

public static <S> ServiceLoader<S> load(Class<S> service) {

    // 获取线程上下文类加载器

    ClassLoader cl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();

    return ServiceLoader.load(service, cl);

}

线程上下文类加载器是当前线程使用的类加载器，默认就是应用程序类加载器，它内部又是由 Class.forName 调用了线程上下文类加载器完成类加载，具体代码在 ServiceLoader 的内部类 LazyIterator 中：

private S nextService() {

    if (!hasNextService())

        throw new NoSuchElementException();

    String cn = nextName;

    nextName = null;

    Class<?> c = null;

    try {

        // 这里：loader即线程上下文类加载器即应用程序类加载器

        c = Class.forName(cn, false, loader);

    } catch (ClassNotFoundException x) {

        fail(service, "Provider" + cn + "not a subtype");

    }

    if (!service.isAssignableFrom(c)) {

        fail(service,

             "Provider " + cn + " not a subtype");

    }

    try {

        S p = service.cast(c.newInstance());

        providers.put(cn, p);

        return p;

    } catch (Throwable x) {

        fail(service,

             "Provider " + cn + " could not be instantiated",

             x);

    }

    throw new Error(); // This cannot happen

}

5.5 自定义类加载器

问问自己，什么时候需要自定义类加载器

想加载非 classpath 随意路径中的类文件
都是通过接口来使用实现，希望解耦时，常用在框架设计
这些类希望予以隔离，不同应用的同名类都可以加载，不冲突，常见于 tomcat 容器

步骤：

继承 ClassLoader 父类
要遵从双亲委派机制，重写 findClass 方法
- 注意不是重写 loadClass 方法，否则不会走双亲委派机制
读取类文件的字节码
调用父类的 defineClass 方法来加载类
使用者调用该类加载器的 loadClass 方法

示例：

准备好两个类文件放入 C:\Users\ZhuCC\Desktop，它实现了 java.util.Map 接口：

import java.util.AbstractMap;

import java.util.Map;

import java.util.Set;

public class MapImpl1  extends AbstractMap implements Map{

    @Override

    public Set<Entry> entrySet() {

        return null;

    }

    static {

        System.out.println("MapImpl1 init");

    }

}

import java.util.AbstractMap;

import java.util.Map;

import java.util.Set;

public class MapImpl2 extends AbstractMap implements Map {

    @Override

    public Set<Entry> entrySet() {

        return null;

    }

    static {

        System.out.println("MapImpl1 init");

    }

}

可以先反编译看一下：

C:\Users\ZhuCC\Desktop>javap MapImpl1.class

Compiled from "MapImpl1.java"

public class MapImpl1 extends java.util.AbstractMap implements java.util.Map {

  public MapImpl1();

  public java.util.Set<java.util.Map$Entry> entrySet();

  static {};

}

C:\Users\ZhuCC\Desktop>javap MapImpl2.class

Compiled from "MapImpl2.java"

public class MapImpl2 extends java.util.AbstractMap implements java.util.Map {

  public MapImpl2();

  public java.util.Set<java.util.Map$Entry> entrySet();

  static {};

}

自定义类加载器实现：

public class Load7 {

    public static void main(String[] args) throws Exception{

        MyClassLoader classLoader = new MyClassLoader();

        Class<?> c1 = classLoader.loadClass("MapImpl1");

        Class<?> c2 = classLoader.loadClass("MapImpl1");  // 第二次加载时该类已经被放到了自定义类加载器的缓存中

        System.out.println(c1 == c2);  // true

        MyClassLoader classLoader2 = new MyClassLoader();

        Class<?> c3 = classLoader2.loadClass("MapImpl1");

        // 确定类相同的方式：包名/类名/类加载器为同一个

        System.out.println(c1 == c3);  // false

        // 创建一个MapImpl1对象

        // 静态代码块被执行，输出：MapImpl1 init

        c1.newInstance();

    }

}

class MyClassLoader extends ClassLoader{

	// 自定义类加载器

    @Override  // name 就是类名称

    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {

        String path = "C:\\Users\\ZhuCC\\Desktop\\" + name + ".class";

        try {

            ByteArrayOutputStream os = new ByteArrayOutputStream();

            Files.copy(Paths.get(path), os);

            // 得到字节数组

            byte[] bytes = os.toByteArray();

            // byte[] -> *.class

            return defineClass(name, bytes, 0, bytes.length);

        } catch (IOException e) {

            e.printStackTrace();

            throw new ClassNotFoundException("类文件未找到", e);

        }

    }

}

6. 运行期优化

6.1 即时编译

分层编译-TieredCompilation

先来个例子：

public class JIT1 {

    // -XX:+PrintCompilation -XX:-DoEscapeAnalysis

    public static void main(String[] args) {

        for (int i = 0; i < 200; i++) {

            long start = System.nanoTime();

            for (int j = 0; j < 1000; j++) {

                new Object();

            }

            long end = System.nanoTime();

            System.out.printf("%d\t%d\n",i,(end - start));

        }

    }

}

输出结果：

原因是什么呢？

JVM 将执行状态分成了 5 个层次：

0 层，解释执行（Interpreter）
1 层，使用 C1 即时编译器编译执行（不带 profiling）
2 层，使用 C1 即时编译器编译执行（带基本的 profiling）
3 层，使用 C1 即时编译器编译执行（带完全的 profiling）
4 层，使用 C2 即时编译器编译执行

profiling 是指在运行过程中收集一些程序执行状态的数据，例如【方法的调用次数】，【循环的回边次数】等

即时编译器（JIT）与解释器的区别

解释器是将字节码解释为机器码，下次即使遇到相同的字节码，仍会执行重复的解释
JIT 是将一些字节码编译为机器码，并存入 Code Cache，下次遇到相同的代码，直接执行，无需再编译
解释器是将字节码解释为针对所有平台都通用的机器码
JIT 会根据平台类型，生成平台特定的机器码

一方面：对于占据大部分的不常用的代码，我们无需耗费时间将其编译成机器码，而是采取解释执行的方式运行；另一方面：对于仅占据小部分的热点代码，我们则可以将其编译成机器码，以达到理想的运行速度。

执行效率上简单比较一下 Interpreter < C1 < C2，总的目标是发现热点代码（hotspot 名称的由来），优化之。

刚才的一种优化手段称之为【逃逸分析】，发现新建的对象是否逃逸。可以使用 -XX:-DoEscapeAnalysis 关闭逃逸分析，再运行刚才的示例观察结果

参考资料：https://docs.oracle.com/en/java/javase/12/vm/java-hotspot-virtual-machine-performance-enhancements.html#GUID-D2E3DC58-D18B-4A6C-8167-4A1DFB4888E4

方法内联-Inlining

private static int square(final int i) {

	return i * i;

}

// 调用：

System.out.println(square(9));

如果发现 square 是热点方法，并且长度不太长时，会进行内联，所谓的内联就是把方法内代码拷贝、粘贴到调用者的位置：

System.out.println(9*9);

还能够进行常量折叠（constant folding）的优化

System.out.println(81);

实验：

public class JIT2 {

    // -XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:+PrintInlining -XX:CompileCommand=dontinline,*JIT2.square  // 不使用内敛的JVM参数

    // -XX:+PrintCompilation

    public static void main(String[] args) {

        int x = 0;

        for (int i = 0; i < 500; i++) {

            long start = System.nanoTime();

            for (int j = 0; j < 1000; j++) {

                x = square(9);

            }

            long end = System.nanoTime();

            System.out.printf("%d\t%d\t%d\n",i,x,(end - start));

        }

    }

    private static int square(final int i) {

        return i * i;

    }

}

结果：

0	81	26800

1	81	24400

2	81	13900

...

65	81	13300

66	81	6000

67	81	2500

...

494	81	0

495	81	0

496	81	0

497	81	0

498	81	0

499	81	100

字段优化

没仔细看...

JMH 基准测试请参考：http://openjdk.java.net/projects/code-tools/jmh/

创建 maven 工程，添加依赖如下

<dependency>

    <groupId>org.openjdk.jmh</groupId>

    <artifactId>jmh-core</artifactId>

    <version>1.21</version>

</dependency>

<dependency>

    <groupId>org.openjdk.jmh</groupId>

    <artifactId>jmh-generator-annprocess</artifactId>

    <version>1.21</version>

    <scope>provided</scope>

</dependency>

编写基准测试代码：

@Warmup(iterations = 2, time = 1)  // 使程序热身 JIT对代码进行优化

@Measurement(iterations = 5, time = 1)  // 对程序进行5轮测试

@State(Scope.Benchmark)

public class Benchmark1 {

    int[] elements = randomInts(1_000);

    private static int[] randomInts(int size) {

        Random random = ThreadLocalRandom.current();

        int[] values = new int[size];

        for (int i = 0; i < size; i++) {

            values[i] = random.nextInt();

        }

        return values;

    }

    @Benchmark

    public void test1() {

        for (int i = 0; i < elements.length; i++) {  // 直接操作成员变量

            doSum(elements[i]);

        }

    }

    @Benchmark

    public void test2() {

        int[] local = this.elements;  // 局部变量

        for (int i = 0; i < local.length; i++) {

            doSum(local[i]);

        }

    }

    @Benchmark

    public void test3() {

        for (int element : elements) {  // foreach方式

            doSum(element);

        }

    }

    static int sum = 0;

    @CompilerControl(CompilerControl.Mode.INLINE)  // 允许方法内联

    static void doSum(int x) {

        sum += x;

    }

    public static void main(String[] args) throws RunnerException {

        org.openjdk.jmh.runner.options.Options opt = new OptionsBuilder()

                .include(Benchmark1.class.getSimpleName())

                .forks(1)

                .build();

        new Runner(opt).run();

    }

}

首先启用 doSum 的方法内联，测试结果如下（每秒吞吐量，分数越高的更好）：

//                            吞吐量得分        误差    单位：每s能调用的吞吐量

Benchmark          Mode  Cnt        Score        Error  Units

Benchmark1.test1  thrpt    5  3507240.120 ± 430356.848  ops/s

Benchmark1.test2  thrpt    5  3610461.567 ± 191846.685  ops/s

Benchmark1.test3  thrpt    5  3498577.056 ± 810891.901  ops/s

接下来禁用 doSum 方法内联：

static int sum = 0;

@CompilerControl(CompilerControl.Mode.DONT_INLINE)  // 不允许方法内联

static void doSum(int x) {

    sum += x;

}

测试结果如下：

Benchmark          Mode  Cnt       Score       Error  Units

Benchmark1.test1  thrpt    5  443462.113 ± 62327.142  ops/s

Benchmark1.test2  thrpt    5  567664.188 ± 63040.278  ops/s

Benchmark1.test3  thrpt    5  567800.181 ± 24416.939  ops/s

分析：

在刚才的示例中，doSum 方法是否内联会影响 elements 成员变量读取的优化：

如果 doSum 方法内联了，刚才的 test1 方法会被优化成下面的样子（伪代码）：

@Benchmark

public void test1() {

    // elements.length 首次读取会缓存起来 -> int[] local

    for (int i = 0; i < elements.length; i++) { //后续999次求长度<-local

        sum += elements[i]; // 1000次取下标i的元素<-local

    }

}

可以节省 1999 次 Field 读取操作

但如果 doSum 方法没有内联，则不会进行上面的优化

6.2 反射优化

public class Reflect1 {

    public static void foo() {

        System.out.println("foo...");

    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        Method foo = Reflect1.class.getMethod("foo");

        for (int i = 0; i <= 16; i++) {

            System.out.printf("%d\t", i);

            foo.invoke(null);

        }

        System.in.read();

    }

}

foo.invoke 前面 0~15 次调用使用的是 MethodAccessor 的 NativeMethodAccessorImpl 实现

@CallerSensitive

public Object invoke(Object obj, Object... args)

    throws IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException

{

    if (!override) {

        if (!Reflection.quickCheckMemberAccess(clazz, modifiers)) {

            Class<?> caller = Reflection.getCallerClass();

            checkAccess(caller, clazz, obj, modifiers);

        }

    }

    MethodAccessor ma = methodAccessor;             // read volatile

    if (ma == null) {

        ma = acquireMethodAccessor();

    }

    return ma.invoke(obj, args);

}

class NativeMethodAccessorImpl extends MethodAccessorImpl {

    private final Method method;

    private DelegatingMethodAccessorImpl parent;

    private int numInvocations;

    NativeMethodAccessorImpl(Method var1) {

        this.method = var1;

    }

    public Object invoke(Object var1, Object[] var2) throws IllegalArgumentException, InvocationTargetException {

    	// inflationThreshold 膨胀阈值，默认 15

        if (++this.numInvocations > ReflectionFactory.inflationThreshold() && !ReflectUtil.isVMAnonymousClass(this.method.getDeclaringClass())) {

            // 使用 ASM 动态生成的新实现代替本地实现，速度较本地实现快 20 倍左右

            MethodAccessorImpl var3 = (MethodAccessorImpl)(new MethodAccessorGenerator()).generateMethod(this.method.getDeclaringClass(), this.method.getName(), this.method.getParameterTypes(), this.method.getReturnType(), this.method.getExceptionTypes(), this.method.getModifiers());

            this.parent.setDelegate(var3);

        }

		// 调用本地实现

        return invoke0(this.method, var1, var2);

    }

    void setParent(DelegatingMethodAccessorImpl var1) {

        this.parent = var1;

    }

    private static native Object invoke0(Method var0, Object var1, Object[] var2);

}

当调用到第 16 次（从0开始算）时，会采用运行时生成的类代替掉最初的实现，可以通过 debug 得到类名为 sun.reflect.GeneratedMethodAccessor1

可以使用阿里的 arthas 工具：

C:\Users\ZhuCC\Desktop>java -jar arthas-boot.jar

[INFO] arthas-boot version: 3.3.9

[INFO] Found existing java process, please choose one and input the serial number of the process, eg : 1. Then hit ENTER.

* [1]: 18800

  [2]: 28352 cn.xyc.Reflect1

  [3]: 30272 org.jetbrains.jps.cmdline.Launcher

  [4]: 17736 sun.jvm.hotspot.HSDB

  [5]: 8568

  [6]: 29308 org.jetbrains.idea.maven.server.RemoteMavenServer

选择 2 回车表示分析该进程

[INFO] Download arthas success.

[INFO] arthas home: C:\Users\ZhuCC\.arthas\lib\3.4.1\arthas

[INFO] Try to attach process 28352

[INFO] Attach process 28352 success.

[INFO] arthas-client connect 127.0.0.1 3658

  ,---.  ,------. ,--------.,--.  ,--.  ,---.   ,---.

 /  O  \ |  .--. ''--.  .--'|  '--'  | /  O  \ '   .-'

|  .-.  ||  '--'.'   |  |   |  .--.  ||  .-.  |`.  `-.

|  | |  ||  |\  \    |  |   |  |  |  ||  | |  |.-'    |

`--' `--'`--' '--'   `--'   `--'  `--'`--' `--'`-----'

wiki      https://arthas.aliyun.com/doc

tutorials https://arthas.aliyun.com/doc/arthas-tutorials.html

version   3.4.1

pid       28352

time      2020-09-15 20:11:05

再输入【jad + 类名】来进行反编译

[arthas@28352]$ jad sun.reflect.GeneratedMethodAccessor1

ClassLoader:

+-sun.reflect.DelegatingClassLoader@6f94fa3e

  +-sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2

    +-sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@61bbe9ba

Location:

/*

 * Decompiled with CFR.

 *

 * Could not load the following classes:

 *  cn.xyc.Reflect1

 */

package sun.reflect;

import cn.xyc.Reflect1;

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

import sun.reflect.MethodAccessorImpl;

public class GeneratedMethodAccessor1

extends MethodAccessorImpl {

    /*

     * Loose catch block

     * Enabled aggressive block sorting

     * Enabled unnecessary exception pruning

     * Enabled aggressive exception aggregation

     * Lifted jumps to return sites

     */

    public Object invoke(Object object, Object[] arrobject) throws InvocationTargetException {

        // 比较奇葩的做法，如果有参数，那么抛非法参数异常

        block4: {

            if (arrobject == null || arrobject.length == 0) break block4;

            throw new IllegalArgumentException();

        }

        try {

            // 可以看到，已经是直接调用了，而不是反射调用了

            Reflect1.foo();

            // 因为没有返回值

            return null;

        }

        catch (Throwable throwable) {

            throw new InvocationTargetException(throwable);

        }

        catch (ClassCastException | NullPointerException runtimeException) {

            throw new IllegalArgumentException(super.toString());

        }

    }

}

Affect(row-cnt:1) cost in 524 ms.

注意

通过查看 ReflectionFactory 源码可知 sun.reflect.noInflation 可以用来禁用膨胀（直接生成 GeneratedMethodAccessor1，但首次生成比较耗时，如果仅反射调用一次，不划算）

sun.reflect.inflationThreshold 可以修改膨胀阈值