Java面试进阶：类加载和双亲委派模型

类加载过程：

加载、链接、初始化

加载阶段（Loading），它是 Java 将字节码数据从不同的数据源读取到 JVM 中，并映射为 JVM 认可的数据结构（Class 对象）

链接（Linking），这是核心的步骤，

      验证（Verification），这是虚拟机安全的重要保障，JVM 需要核验字节信息是符合 Java 虚拟机规范的

      准备（Preparation），创建类或接口中的静态变量，并初始化静态变量的初始值。但这里的“初始化”和下面的显式初始化阶段                                               是有区别的，侧重点在于分配所需要的内存空间，不会去执行更进一步的 JVM 指令。

      解析（Resolution），在这一步会将常量池中的符号引用（symbolic reference）替换为直接引用

初始化阶段（initialization），这一步真正去执行类初始化的代码逻辑，包括静态字段赋值的动作，以及执行类定义中的静态初始化块内的逻辑

普通原始类型静态变量和引用类型（即使是常量），是需要额外调用 putstatic 等 JVM 指令的，这些是在显式初始化阶段执行，而不是准备阶段调用；而原始类型常量，则不需要这样的步骤。

双亲委派模型：

三个特征：

不是所有类加载都遵守这个模型比，如 JDK 内部的 ServiceProvider/ServiceLoader机制，用户可以在标准 API 框架上，提供自己的实现，JDK 也需要提供些默认的参考实现。 如Java 中 JNDI、JDBC、文件系统、Cipher 等很多方面，都是利用的这种机制，这种情况就不会用双亲委派模型去加载，而是利用所谓的上下文加载器。

可见性，子类加载器可以访问父加载器加载的类型，但是反过来是不允许的

单一性，父加载器中加载过的类型，子加载器中不会重复加载。类加载器“邻居”间，同一类型仍然可以被加载多次，因为互相并不可见。

JDK 9看，Jigsaw 项目引入了 Java 平台模块化系统（JPMS）类加载器，类文件容器等都发生了非常大的变化：

扩展类加载器被重命名为平台类加载器，扩展的文件放入 classpath 里；rt.jar 和 tools.jar 同样是被移除了；增加了 Layer 的抽象， JVM 启动默认创建 BootLayer，开发者也可以自己去定义和实例化 Layer，可以更加方便的实现类似容器一般的逻辑抽象。

 

自定义类加载器：

需求场景：两个模块依赖于某个类库的不同版本，如果分别被不同的容器加载，就可以互不干扰。应用需要从不同的数据源获取类定义信息。或者是需要自己操纵字节码，动态修改或者生成类型（平台化项目中有相关实现）。

过程：可参考（https://www.baeldung.com/java-classloaders）

1）通过指定名称，找到其二进制实现，在特定数据源根据名字获取字节码，或者修改或生成字节码。

2）然后，创建 Class 对象，并完成类加载过程。

 

如何提高加载效率：

1）AOT，相当于直接编译成机器码

2）AppCDS：JVM 将类信息加载， 解析成为元数据，将这些元数据直接存储在文件系统中，通过内存映射技术，直接映射到相应的地址空间，免除了类加载、解析等各种开销。