JAVA学习笔记--类加载机制

JAVA学习笔记--类加载机制

一、概述

JAVA类从被加载到虚拟机内存中开始，到卸载出内存为止，他的真个生命周期包过：加载(Loading),验证(Verification)，准备(Preparation)，解析(Resolution)，初始化(Initialization)，使用(Using)，卸载(Unloading)七个阶段。

二、类加载过程

在java中，类的加载都依赖ClassLoader来实现，java默认提供的三个ClassLoader

1. 加载

通过类的全限定名找到类的二进制字节流
将二进制字节流代表的静态存储结构转换为方法区域的运行时数据结构
在Java堆中生成代办这个类的Class对象，作为方法区数据访问的入口

2. 验证

文件格式验证：验证字节码文件是否符合Class文件规范，并能被当前虚拟机正确处理
元数据验证：对字节码描述的信息进行语义分析，保证描述的信息符合JAVA规范
字节码验证：主要进行数据流和控制流的分析，保证方法在运行时不危害虚拟机
符号引用验证：验证符合引用是否存在被引用对象

3. 准备

为变量(static修饰)分配内存并设置变量内存初始化。非final变量设置成"零值"。

4. 解析

解析过程是把常量池中的符号应用替换成直接引用，主要包括四种类型：类或接口解析，字段解析，方法解析，接口方法解析

5. 初始化

在准备阶段，类变量已经经过一次初始化了，在这个阶段，则是根据程序员通过程序制定的计划去初始化类的变量和其他资源。这些资源有static{}块，构造函数，父类的初始化等。

三、类加载器

JVM的所有CLASS对象都是通过ClassLoader加载的，它负责读取字节码的字节流进行加载。

1. BootStrapClassLoader【引导类加载器】 主要用于加载一些Java自带的核心类(如: java.lang.*)，通常这些核心类的Class被签名，不能被替换掉，是由JVM内核实现的。另外：虚拟机出于安全等因素考虑，不会加载/lib存在的陌生类，开发者通过将要加载的非JDK自身的类放置到此目录下期待启动类加载器加载是不可能的；
2. ExtClassLoader【扩展类加载器】 是加载在jre/lib/ext/目录下的Jar包，用户可以把自己的Jar包放在这个路径下，通过ExtClassLoader加载。
3. AppClassLoader【系统类加载器】 也是用户可见的ClassLoader，它加载的是classpath下的Class对象。
4. 用户自定义ClassLoader【自定义类加载器】 加载的内容可能不在系统的classpath范围内，加载方式由用户自己定义(可以从网络下载Class文件)

双亲委派机制
某个特定的类加载器在接到加载类的请求时，首先将加载任务委托给父类加载器，依次递归，如果父类加载器可以完成类加载任务，就成功返回；只有父类加载器无法完成此加载任务时，才自己去加载。
java中一个类的唯一性由其包名+类名以及加载他的classLoader决定的，假设两个同名同包的类由不同的classLoader加载，jvm会认为这是两个不同的类，这样就会产生混乱，所以java推荐classLoader的实现机制为双亲加载机制，说简单点就是，加载一个类的时候先调用父类的加载方法，这样就能保证类总是先被父类加载，这样就不会出现混乱的情况

JVM中一个类用其全名和一个加载类ClassLoader的实例作为唯一标识，不同类加载器加载的类将被置于不同的命名空间

自定义ClassLoader注意事项

1. 尽量不要覆写已有的loadClass(...)方法中的委派逻辑
2. 正确设置父类加载器
3. 保证findClass(String name)方法的逻辑正确性

在运行时判断标准扩展类加载器能加载哪些路径下的类

    URL[] extURLs = ((URLClassLoader) ClassLoader.getSystemClassLoader()).getURLs();
    for (int i = 0; i < extURLs.length; i++) {
       System.out.println(extURLs[i]);
    }