JVM：类的加载过程

类的加载过程

类的加载过程整体可以分为五个阶段：加载、验证、准备、解析、初始化，其中验证、准备和解析又被概括为链接。

加载

1. 通过一个类的全限定名获取定义此类的二进制字节流；
2. 将这个字节流所代表的的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构；
3. 在内存中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为方法区这个类的各种数据的访问入口；

加载.class文件的方式

1. 从本地系统中直接加载；
2. 通过网络获取；
3. 从Zip压缩包中读取；
4. 运行时计算生成，使用最多的是：动态代理技术；
5. 由其他文件生成；
6. 从专门的数据库中提取；
7. 从加密文件中获取，典型的放Class文件被反编译的保护措施；

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链接

验证

1. 目的在于确保Class文件的字节流中包含的信息符合当前虚拟机的要求，保证被加载类的正确性，不会危害虚拟机自身安全；
2. 主要包括四种验证：文件格式验证、元数据验证、字节码验证、符号引用验证；

准备

1. 为类变量分配内存并设置该变量的默认初始值；
2. 这里不包含用final修饰的static，因为final在编译的时候就会分配，准备阶段会显示初始化；
3. 这里不会为实例变量分配初始化，类变量会分配在方法去中，而实例变量是随着对象一起分配到java堆中；

解析

1. 将常量池的符号引用转换为直接引用的过程；
2. 事实上，解析往往会伴随着JVM在执行完初始化之后再执行；
3. 符号引用就是一组符号来描述所引用的目标。符号引用的字面量形式明确定义在《java虚拟机规范》的class文件格式中。直接引用就是直接执行目标的指针、相对偏移量或一个间接定位到目标的句柄。
4. 解析动作主要针对类或接口、字段、类方法、接口方法、方法类型等。对应常量池中的CONSTANT_Class_info、CONSTANT_Fieldref_info、CONSTANT_Methodref_info。

初始化

1. 初始化阶段就是执行类构造器方法()的过程；
2. 此方法不需要定义，是javac编译器自动收集类中所有类变量的赋值动作和静态代码块中的语句合并而来；
3. 构造器方法中指令按照语句在源文件中出现的顺序执行；
4. ()不同于类的构造器。（构造器是虚拟机视角下的()）；
5. 若该类具有父类，JVM会保证子类的()执行之前，父类的()已经执行完毕；
6. 虚拟机必须保证一个类的()方法在多线程下被同步加锁；

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类加载器的分类

• JVM支持两种类型的类加载器, 分别是：引导类加载器(Bootstrap ClassLoader)和自定义类加载器(User-Defined ClassLoader)；
• 从概念上讲，自定义类加载器一般指的是程序中由开发人员自定义的一类类加载器，但是Java虚拟机规范却没有这么定义，而是将所有派生于抽象类ClassLoader的类加载器都划分为自定义类加载器；
• 无论类加载器的类型如果划分，在程序中我们最常见的类加载器始终只有三种，如下所示：
  

引导类加载器：Bootstrap ClassLoader

1. 该类加载器使用C/C++语言实现，嵌套在JVM内部；
2. 该类加载器用来加载java的核心类库，用于提供JVM自身需要的类；
3. 该类并不继承自java.lang.ClassLoader，没有父加载器；
4. 加载扩展类(ExtClassLoader)和应用程序(AppClassLoader)类加载器，并指定 为他们的父类加载器；
5. 处于安全考虑，Bootstrap引导类加载器只加载包名为java、javax、sun等开头的类；

• 在JVM中判断两个class对象是否为同一个类的必要条件：
  1. 类的完整类名必须一致，包括包名；
  2. 加载这个类的ClassLoader必须相同；
     JVM会将一个类加载器的引用信息作为当前类信息的一部分保存在方法区中。

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双亲委派

Java虚拟机对class文件采用的是按需加载的方式，也就是说当需要使用该类的时候才会将他的class文件加载到内存生成class对象。而且加载某个类的class文件时，Java虚拟机采用的是双亲委派模式，即把请求交给该类的父类处理，它是一种任务委派模式。

工作原理

1. 如果一个类加载器收到类加载请求，它并不会自己先去加载，而是把这个请求委托给父类的加载器去执行；
2. 如果父类加载器还存在其父类加载器，则进一步向上委托，一次递归，请求最终将到达顶层的启动类加载器；
3. 如果父类加载器可以完成类加载任务，就成功返回，倘若父类加载器无法完成加载任务，子类加载器才会尝试自己去加载，这就是双亲委派模式；

本博文整理自尚硅谷java虚拟机视频教程