JVM类的加载过程到底是怎么样的？

关于描述JVM加载类的过程的文章数不胜数，常常都非常地冗长，本文试图以最精简的内容描述清楚JVM加载一个类的过程。

现在本文就从类的三个加载器说起，Java在加载类的时候实际上就是将类的信息从class文件读入到方法区，并且在内存中生成一个该类的java.lang.Class对象的过程。但是由于项目的负载和各种jar包较多，如果同时都加入到内存当中，那么一定会内存资源的严重浪费和时间效率的大大降低，甚至可能造成灾难性的后果。因此Java提供了三种类加载器，他们分别是：

1. 启动类加载器(Bootstrap ClassLoader)：负责加载 JAVA_HOME\lib 目录中的，或通过-Xbootclasspath参数指定路径中的，且被虚拟机认可（按文件名识别，如rt.jar）的类。
2. 扩展类加载器(Extension ClassLoader)：负责加载 JAVA_HOME\lib\ext 目录中的，或通过java.ext.dirs系统变量指定路径中的类库。
3. 应用程序类加载器(Application ClassLoader)：负责加载用户路径（classpath）上的类库。

另外我们也可以通过继承java.lang.ClassLoader实现自定义的类加载器。这样一共就构成四种类加载器。JVM通过双亲委派模型进行类的加载。下图就是这些加载器的逻辑关系（本图来源于网络）：

  

 

   那么究竟什么是双亲委派么？除了顶层的启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）外，其余的类加载器都应当有自己的父类加载器。这里的类加载器之间的父子关系一般不是以继承关系实现的，而是用组合实现的。这种层次关系称之为双亲委派。

有文章说类的加载过程是“如果一个类接受到类加载请求，他自己不会去加载这个请求，而是将这个类加载请求委派给父类加载器，这样一层一层传送，直到到达启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）。只有当父类加载器无法加载这个请求时，子加载器才会尝试自己去加载。” 其实，严格意义上来说这种说法是不够准确的，这种说法中缺少了一个判断类是否已经存在了情况。实际的过程是当一个类接收到加载请求后 由低级别去判断该类是否已经被加载，如果已经加载则不再执行加载过程，如果没有被加载则一直委托上一级去加载，一直委托多启动类加载器，如果启动类加载器没有找到则逐级向下反馈，下级在寻找该类试图加载。简而言之：判断是否已经加载由下而上，而加载则是由上及下的。

  现在说下在加载过程中，究竟有哪些代码会被执行到呢，一句话记忆：静态块以及静态变量。 而且这些代码之后被执行性一次，因此他们在内容中的位置是相对固定的，所以才称之为静态。所以以后别人问你什么是静态变量的时候，千万不要仅仅回答加了static就是静态变量，这种回答没有技术含量，应该说下加了static，告诉计算机，该变量在内存中只有一份，该引用存在方法区，地址是相对固定的、不变的，所以才成为静态。

  如果我们已经知道了一个类，那么如何知道该类用的哪个类加载器加载的呢？

  可以使用如下代码测试一下，下边的TestClsLoder 是我随便定义的一个类：

System.out.println("Integer.class.getClassLoader " + Integer.class.getClassLoader());
System.out.println("ApplicationDesc.class.getClassLoader " + ApplicationDesc.class.getClassLoader());
System.out.println("AccessBridge.class.getClassLoader " + AccessBridge.class.getClassLoader());
System.out.println("TestClsLoder.class.getClassLoader " + TestClsLoder.class.getClassLoader());

输出结果是：

Integer.class.getClassLoader null 
ApplicationDesc.class.getClassLoader sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
AccessBridge.class.getClassLoader sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@6e0be858
TestClsLoder.class.getClassLoader sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2

诸位可以看到这里边有三种情况，分别是启动加载器、扩展加载器和应用加载器。

 

另外，为了研究类加载过程，我自定义了一个类加载器

public class MyClassLoader extends ClassLoader{

   /**

     这里仅仅粘贴部分代码，如果有需要可以联系本人。

  */

@Override
protected Class findClass(String name) throws ClassNotFoundException
{
    File file = getClassFile(name);
    System.out.println("准备读取class 文件内容。。。。");
    try
    {
        byte[] bytes = getClassBytes(file);

        System.out.println("内容读取完毕。。。。 开始获取类对象");
        Class c = this.defineClass(name, bytes, 0, bytes.length);
        System.out.println("类对象获取完毕");
        return c;
    }
    catch (Exception e)
    {
        e.printStackTrace();
    }

    return super.findClass(name);
}

}

创建测试类

public class MyCls{
    static {
        System.out.println("MyCls is loader ........");
    };
    public MyCls() {
        System.out.println(" 构造器被执行了 ！！！！");
    }
}

测试执行代码：

System.out.println("初始化自定义类加载器");
 MyClassLoader mcl = new MyClassLoader();
System.out.println("准备加载自定义类");
 Class c1 = Class.forName("com.mmcro.b07.MyCls", true, mcl);
System.out.println("准备利用反射实例化对象");
 Object obj = c1.newInstance();
System.out.println("对象实例化完毕");

最终的执行结果为：

初始化自定义类加载器
准备加载自定义类
准备读取class 文件内容。。。。
内容读取完毕。。。。 开始获取类对象
类对象获取完毕
MyCls is loader ........
准备利用反射实例化对象
 构造器被执行了 ！！！！
对象实例化完毕