JVM学习笔记4:类的加载、连接、初始化。

一：加载、连接、初始化

1. 加载：查找并加载类文件的二进制数据
         类的加载要完成：
         （1）通过类的全限定名来获取该类的二进制字节流
         （2）把二进制字节流转化为方法区的运行时数据结构   
         （3）在堆上创建一个java.lang.Class对象，用来封装类在方法区内的数据结构。
         类加载的最终产物就是在堆中的class对象；Class对象封装了类在方法区内的数据
   结构，并向外提供了访问方法区内数据结构的接口。
    
2. 连接：就是将已经读入内存的类的二进制数据合并到JVM运行时环境中去
    （1）验证：确保被加载类的正确性
    （2）准备：为类的 静态变量 分配内存，并初始化它们
    （3）解析：把常量池中的符号引用转换成直接引用
3. 初始化：为类的静态变量赋初始值。

二：类加载器（ClassLoader）
 

1. 类加载器分为:
   
   Java虚拟机自带的加载器：
         启动类加载器（Bootstrap） c++
         扩展类加载器（Extension） java
         应用程序类加载器（System） java，也叫系统类加载器
   用户自定义的加载器：
         Java.lang.ClassLoader的子类，用户可以定制类的加载方式
    
2. 类加载器的结构：
   
   

各个类加载器的职责：
      a.启动类加载器(Bootstrap classloader)：负责将/lib，或者-Xbootclasspath参数指定的路径中的，且
是虚拟机识别的类库加载到内存中（按照名字识别，比如rt.jar，对于不能识别的文件不予装载）。Java程序不能直接引用启动类加载器，直接设置classLoader为null，默认就使用启动类加载器

      b.扩展类加载器(Extension classloader)：负责加载/lib/ext，或者java.ext.dirs系统变量所指定路径中
的所有类库
      c.应用程序类加载器(App calssloader)：负责加载classpath路径中的所有类库。可由getSystemClassLoader()
方法获取，因此也称为系统加载器。


注： 类加载器并不需要等到某个类 “首次主动使用”的时候才加载它，Jvm规范允许类加载器
在预料到某个类将要被使用的时候就预先加载它。如果在加载的时候.class文件缺失，会在该类首次主动使用时报告LinkageError错误，如果一直没有被使用，那就不会报错。
 

三：双亲委派模型

        JVM中的ClassLoader通常采用双亲委派模型，要求除了启动类加载器外，其余的类加载器都应该有自己的父类加载器。这里的父子关系是组合而不是继承。
    其工作过程：

1. 一个类加载器收到类加载的请求，它自己先不去加载这个类，而是委派给父类加载器
2. 父类加载器又可以委派给它的父类加载器，直到启动类加载器

如果父类加载器反馈它不能完成加载请求，比如在它的搜索路径下找不到这个类，那么子的类加载器才自己来加载

双亲委派说明：

1.   双亲委派模型对于保证Java程序的稳定运作很重要
2. 实现双亲委派的代码在java.lang.ClassLoader的loadClass()方法中，如果自定义类加载器的话，推荐覆盖实现findClass()方法
3. 如果有一个类加载器能加载某个类，称为 定义类加载器， 所有能成功返回该类的Class的类加载器 都被称为 初始类加载器
4. 如果没有指定父加载器，默认就是启动加载器
5. 每个类加载器都有自己的命名空间，命名空间由该加载器及其所有父加载器所加载的类构成，不同的命名空间，可以出现 类的全路径名 相同的情况
6. 运行时包由同一个类加载器的类构成，决定两个类是否属于同一个运行时包，不仅要看全路径名是否一样，还要看定义类加载器是否相同。只有属于同一个运行时包的类才能实现相互包内可见。

破坏双亲委派模型：

1. 双亲模型有个问题：父加载器无法向下识别子加载器加载的资源。
2. 为了解决这个问题，引入了线程上下文类加载器，可以通过Thread的setContextClassLoader()进行设置
3. 另外一种典型情况就是实现热替换，比如OSGI的模块化热部署，它的类加载器就不再是严格按照双亲委派模型，很多可能就在平级的类加载器中执行了。
    

四：类的初始化

    1.初始化

          为类的静态变量赋初始值，或者说是执行类构造器方法的过程。

        1：如果类还没有加载和连接，就先加载和连接
        2：如果类存在父类，且父类没有初始化，就先初始化父类
        3：如果类中存在初始化语句，就依次执行这些初始化语句
       4：如果是接口的话：
            初始化一个类的时候，并不会先初始化它实现的接口
            初始化一个接口时，并不会初始化它的父接口
        只有当程序首次使用接口里面的变量或者是调用接口方法的时候，才会导致接口初始化
      5：调用Classloader类的loadClass方法来装载一个类，并不会初始化这个类，不是对类的主动使用

2.类的初始化时机

        1：创建类实例
        2：访问某个类或接口的静态变量
        3：调用类的静态方法
        4：反射某个类
        5：初始化某个类的子类，而父类还没有初始化
        6：JVM启动的时候运行的主类