类的加载机制

1、类的加载

1. 装载类的第一阶段
2. 获取类的二进制流
    2.1 从本地系统中直接加载
    2.2 通过网络下载.class文件
    2.3 从zip，jar等归档文件中加载.class文件
    2.4 从专有数据库中提取.class文件
    2.5 将Java源文件动态编译为.class文件
3. 转为方法区的数据结构
4. 在java堆中生成java.long.Class对象

2、链接

• 2.1 验证

 1. 文件格式验证
    1.1 是否以0xCAFEBABE开头
    1.2 版本号是否合理
    1.3 常量池中的常量是否有不被支持的类型
 2. 元数据验证【简单的说就是java中基本的语法和语义是否符合规范】
    2.1 是否有父类
    2.2 继承了final类
    2.3 非抽象类是否实现了所有的抽象方法
 3. 字节码验证【很复杂 我也不是很懂 ╮(￣▽￣)╭ 】
    3.1 运行检查
    3.2 栈数据类型和操作码数据参数吻合
    3.3 跳转指令到合理的位置
 4. 符号引用验证
    4.1 常量池中描述类是否存在
    4.2 访问的方法或者字段是否具有足够的权限【public、protected、private】

• 2.2 准备

 1. 分配内存，并为类设置初始值（方法区中）
 2. public static int v =1;
 3. 在准备阶段中，v会被值为0；
 4. 在初始化的中才会被值为1；
 5. 对于static final类型，在准备阶段就就会被赋上正确的值
 6. public static final int v =1;

• 2.3 解析

  1. 将符号引用替换直接引用；
  2. 什么是符号引用
    2.1 符号引用就是字符串 假设我有一个User类默认超类就是java.lang.Object 那么它在class的常量池中有个字符串 字符串就是"java.lang.Object"
    2.2 直接引用就是指针和地址偏移量

3. 初始化

1. 执行类构造器
    1.1 变量 赋值语句
    1.2 static{}语句会被执行
2. 子类的调用前保证父类的被调用
3. 是线程安全的；

4.ClassLoader

• 4.1 什么是类装载器ClassLoader

 1. ClassLoader是一个抽象类
 2. ClassLoader的实例将读入Java字节码将类装载到JVM中
 3. ClassLoader可以定制，满足不同字节码流获取方式
 4. ClassLoader负责类装载过程中的加载阶段

• 4.2 ClassLoader的种类

 1. BootStrap ClassLoader （启动ClassLoader）
 2. Extension ClassLoader （扩展ClassLoader）
 3. App ClassLoader （应用ClassLoader/系统ClassLoader）
 4. Custom ClassLoader(自定义ClassLoader)

5.双亲委托机制

• 5.1 双亲委托机制图解

  
  
  

  image.png

• 5.2 双亲委托机制源码解析

 1. 检查类是否已被加载过，调用 findClassLoaded() 查看当前类加载器是否存在 class 的缓存
 2. 若类未被加载过，递归委托父类加载器调用 loadClass() 加载类，若无，则 findBootstrapClassOrNull() 完成类加载
 3. 若以上步骤都不能完成类加载，则调用 findClass() 尝试当前类加载器完成加载，若加载成功则缓存

protected Class loadClass(String name, boolean resolve)
       throws ClassNotFoundException
   {
       synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
           // 检查类是否已被加载过
           Class c = findLoadedClass(name);
           if (c == null) {
               long t0 = System.nanoTime();
               try {
                   if (parent != null) {
                     //递归委托父类加载器加载类
                       c = parent.loadClass(name, false);
                   } else {
                     //无父类加载器，则调用启动类加载器加载
                       c = findBootstrapClassOrNull(name);
                   }
               } catch (ClassNotFoundException e) {
                   // ClassNotFoundException thrown if class not found
                   // from the non-null parent class loader
               }

               if (c == null) {
                   long t1 = System.nanoTime();
                  //递归委托后仍然无法完成类加载，则使用当前类加载器加载
                   c = findClass(name);

                   // this is the defining class loader; record the stats
                   sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
                   sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
                   sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
               }
           }
           if (resolve) {
               resolveClass(c);
           }
           return c;
       }
   }

• 5.3 双亲委托机制意义

 1. Class的唯一性【同一个加载器加载同一份class文件】
 2. 保证Java程序安全稳定运行