java类加载机制及双亲委托---论HelloWorld

      近期对java类加载机制及双亲委托加载，这个专题进行学习，下面开始进行正题：

     一、类加载机制

    简单的说就是jvm再什么时候将class文件装入自己的内存。开始学java的同学都写过helloWorld，helloword怎么再电脑屏幕上打印，一般步骤就是 javac  HelloWorld.java 生成HelloWorld.class的文件，然后java HelloWorld 运行程序，打印字符串。java HelloWord就会启动jvm，然后装载HelloWorld.class文件，加载HelloWord的class，然后运行。

     基于这个背景，我们来讨论类加载机制。

    根据官方文档表述，java的类加载体系的结构如下：

    1.、根节点接在器 BootstrapClassLoad,主要加载jdk目录下的rt.jar包中的class类，可以通过下面代码打印哪些是由根加载器加载的jar。

URL[] urls = sun.misc.Launcher.getBootstrapClassPath().getURLs();
for(URL url : urls){
    System.out.println(url.toExternalForm());
}

  我本地电脑jdk是1.8.0，输出的是：

file:/C:/Program%20Files/Java/jdk1.8.0_144/jre/lib/resources.jar
file:/C:/Program%20Files/Java/jdk1.8.0_144/jre/lib/rt.jar
file:/C:/Program%20Files/Java/jdk1.8.0_144/jre/lib/sunrsasign.jar
file:/C:/Program%20Files/Java/jdk1.8.0_144/jre/lib/jsse.jar
file:/C:/Program%20Files/Java/jdk1.8.0_144/jre/lib/jce.jar
file:/C:/Program%20Files/Java/jdk1.8.0_144/jre/lib/charsets.jar
file:/C:/Program%20Files/Java/jdk1.8.0_144/jre/lib/jfr.jar
file:/C:/Program%20Files/Java/jdk1.8.0_144/jre/classes

比很多文章中说的多，不仅包括rt.jar，还包括jre下的所有classes文件（本地没有，是空的），java的一些核心类，如system,java.lang下的类都在这里加载

 2、扩展类加载器 ，Extension ClassLoader，主要加载%JAVA_HOME%/jre/ext目录下的jar，这里应该是java为后续可扩展性及后续开发者的便捷度考虑的，在核心区域外，增加扩展类加载。我本地扫了下，jdk8里系统没有预置的jar包。

3.System ClassLoader（或Application ClassLoader）：系统(应用)类加载器。一般是本地配置的classpath路径下的jar包或者类文件。参考网上的jdk安装配置教程，大部分如我的小白，这里配置的应该都是tools.jar ，这个jar包里是一下jvmstat的工具类，还有一些asm的包，可以用反编译工具看一下。一般我们在代码中getClassLoader.getName() 返回的都是这个加载器，是日常中运用最频繁的一个加载器。可以说，你政策在ide,eclipse等开发工具中写的java代码，一般都是通过这个加载器加载。

4、自定义加载器，通过继承系统(应用)类加载器，我们也可以根据需要定制属于自己的加载器，这个我从业以来一直没有遇到过这种场景，但是java作为一个成熟的语言是支持这种玩法的，有需要的童鞋可以试一下。

好了，综上所述，我们说清楚了java类加载器的模式。先是根节点加载器，加载一些核心的jar包和类，然后对于扩展类的（java给自己和开发人员留的buffer）使用扩展类加载器，日常我们设置的classpath及编写的代码都是通过系统（应用）类加载器加载的，当然还有些小伙伴们自己写了自定义的加载器，这个就不赘述了。具体的

二、双亲委托

  上面所了一大坨，哪个加载器干啥之类的，其实还有个比较重要的特性就是双亲委派模式。我们继续拿HelloWorld.java举例。我们生成HelloWorld.class文件了，然后调用java HelloWorld执行。jvm怎么找到HelloWorld的class,然后转换成二进制执行呢？

   首先，jvm会在系统类加载器（应用类）加载器去找，如果找不到，在这个里就调用parent去找（扩展类），parent找不到，就到parent的parent去找（也就是根加载器），盗图如下：

从图上来说就比较容易理解了。至于为什么要用这个模式，也很简单。一个是避免浪费，计算机资源有限，如果父类加载过了直接用就行了。一个是安全，保护java的核心类不被用户破坏，比如你自己写了个String 类，包名跟jdk一样，按照双亲委派的模式，系统都懒得搭理你，你也不会对大家造成什么影响。

 

三、论HelloWorld的运行过程

    按照国际惯例，我们写了个HelloWorld.java，然后再javac编译，java命令运行，一般jvm要有一下几个动作。先上代码：

public class HelloWorld {
    public static String str ="Hello World";
    public static void main(String [] args) {
        System.out.println(str);
    }
}

好了，我们通过javac生成HelloWorld.class

1、调用java命令后，jvm开始加载 HelloWorld.class文件到内存。

2、jvm校验HelloWorld.class文件是否合法，如开头是否有魔数caffebabe等

3、准备，为类变量，代码中str ,分配内存并赋初值 str = null

4、解析，官方说法是将字符引用转为直接引用，即代码中将str 编程0xabcdXXX 的地址表示符

5、初始化，给讲台类型初始化。即将str = "HelloWorld"