虚拟机类加载机制以及双亲委派模型
一：类加载
1.类的生命周期
类从被加载到虚拟机内存中开始，到卸载出内存为止，它的整个生命周期包括：加载、验证、准备、解析、初始化、使用和卸载7个阶段。其中验证、准备、解析3个部分统称为连接。其中，加载、验证、准备、初始化和卸载这5个阶段的顺序是确定的，类的加载过程必须按照这种顺序按部就班的开始（并不是进行或完成），因为这些阶段通常都是相互交叉混合地进行，而解析阶段则不一定。它在某些情况下可以在初始化之后再开始，这是为了支持java语言的运行时绑定。
2.类加载的时机
类何时被加载，java虚拟机规范没有进行强制约束，虚拟机可根据自身实现自由把握，但是对初始化阶段，虚拟机规范有严格规定有且只有5种情况必须立即对类进行“初始化“（当然，加载，验证，准备要在这之前开始）。
1.遇到new、getstatic、putstatic（读取设置一个类的静态字段，被final修饰，已在编译期把结果放入常量池的静态字段除外）或者invokestatic（调用一个类的静态方法）这4条字节码指令时，若还没有初始化，就要先对类进行初始化。
2.使用java.lang.reflect包方法对类进行反射调用的时候；
3.当初始化一个类时，如果发现其父类还没有进行初始化；
4.当虚拟机启动时，用户需要指定一个要执行的主类（包含main方法的那个类），虚拟机会先初始化这个主类。
5.当使用jdk1.7的动态语言支持时，如果一个java.lang.invoke.MethodHandle实例最后解析结果REF_getStatic、REF_putStatic、REF_invokeStatic的方法句柄，并且这个方法句柄所对应的类没有进行过初始化，则需要先触发其初始化。
实例1：当父类中定义一个静态块和一个static属性，子类定义一个静态块，主方法去用子类访问父类的static属性时，子类的静态块是不会被执行的，也就是说子类是不会被初始化的，只会初始化父类。
实例2：当父类中定义一个静态块和一个static属性，子类定义一个静态块，主方法new一个父类对象，这个时候，不会初始化父类，实际上，这是触发了另外一个名为父类的类的初始化，对用户而言，这是个不合法的类名称，它是一个由虚拟机生成的，直接继承于java.lang.object的子类。
实例3：当类中定义一个静态块和一个static final属性，主方法中使用了这个静态常量时，并不会触发该类的初始化，因为该static final属性实际上在编译阶段通过常量传播优化，已经将此常量的值存储到了主方法所在类的常量池中，对该常量的引用实际上都被转化为对主方法所在类对自身常量池的引用了。也就是说，实际上主方法所在类的class文件之中并没有该类的符号引用入口。
接口的初始化和类大致相同，只是接口中不允许有静态块，在类进行初始化的第3条与接口略有不同，类进行初始化时，必须保证父类全部都已经初始化过了，但是一个接口在初始化时，并不要求其父接口全部都完成了初始化，只有在真正使用到父接口的时候（如引用接口中定义的常量）才会初始化。
二：类加载过程
2.1 加载阶段
加载阶段的三个主要步骤就是：
- 通过一个类的全限定名来获取定义此类的二进制字节流；
- 将这个字节流所代表的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构；
- 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。
注意：二进制字节流并不一定就是class文件，这里并没有明确规定：
- 从zip包中读取，最终成为日后的JAR,EAR,WAR格式基础
- 从网络中获取，这种场景典型的应用就是Applet。
- 运行时计算生成，这种场景使用的最多的就是动态代理技术，在java.lang.reflect.proxy中，就是用了ProxyGenerateProxyClass来为特定接口生成形式为“*$Proxy“的代理类的二进制字节流。
- 由其他文件生成，典型场景是JSP应用，即由JSP文件生成对应的class文件；
- 从数据库中读取，例如有些中间件服务器可以选择把程序安装到数据库中来完成程序代码在集群之间分发。
在加载阶段进行的时候，连接阶段就可以开始了。这两个阶段的开始时间仍然保持着固定的先后顺序。
2.2 验证
这一阶段的主要目的就是为了确保class文件的字节流中包含符合当前虚拟机的要求，并且不会危害虚拟机自身的安全。验证阶段大致会完成下面4个阶段的检验动作：文件格式验证、元数据验证、字节验证、符号引用验证。
文件格式验证：验证字节流是否符合class文件格式的规范，并且能被当前版本的虚拟机处理。
元数据验证：对字节码描述的信息进行语义分析，以保证其描述的信息是否符合java语言规范的要求。
字节码验证：主要目的是通过数据流和控制流分析，确定程序语义是合法的，符合逻辑的。对类的方法体进行校验分析，保证被校验类的方法在运行时不会做出危害虚拟机的安全事件。
符号验证：发生在虚拟机将符号引用转化为直接引用时，这个转化过程在解析阶段发生，符号引用验证可以看作是对类自身以外（常量池中的各种符号引用）的信息进行匹配性校验。
2.3 准备
该阶段正式为类变量分配内存并设置类变量初始值的阶段，这些变量所使用的内存都将在方法区中分配，注意这里的类变量内存分配仅仅包含被static修饰的类变量，而不包含实例变量。实例变量将会在对象实例化时随着对象一起分配在java堆中。并且初始化值一般为0，即使静态变量看似赋值为其他，但这一阶段实际上是先初始化为0，之后在putstatic指令编译之后，才会真正赋值。但是在特殊情况下，比如类字段的字段属性中存在ConstantValue属性，在准备阶段变量就会被初始化为所指定的值，比如final static属性，在编译的时候就会为该变量生成ConstantValue属性，在准备阶段虚拟机会根据该属性的设置将变量赋值为指定值。
2.4 解析
解析阶段是虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程。
符号引用：以一组符号来描述所引用的目标，符号可以是任何形式的字面量，只要使用时能无歧义地定位到目标即可，符号引用与虚拟机实现的内存布局无关，引用的目标并不一定已经加载到内存中，各种虚拟机实现内存布局可以各不相同，但是它们能接受的符号引用必须是一致的，因为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：直接引用可以是直接指向目标的指针，相对便宜量或是一个能间接定位到目标的句柄。直接引用是和虚拟机实现的内存布局相关的，同一个符号引用在不同虚拟机实例上翻译出来的直接引用一般不会相同。如果有了直接引用，那引用的目标必定已经在内存中存在。
解析动作主要是针对类或接口、字段、类方法、接口方法、方法类型、方法句柄和调用点限定符7类符号引用进行，分别对应于常量池中的7中常量类型。
2.5 初始化
到初始化阶段，才真正开始执行类中定义的java程序代码（或者说字节码）。在准备阶段，变量已经赋过一次系统要求的初始值了，在初始化阶段，则根据程序员通过程序制定的主观计划去初始化类变量和其他资源。
三：双亲委派模型
3.1 类加载器
1. 启动类加载器：这个类加载器负责将存放在
2. 扩展类加载器：这个加载器负责加载
3. 应用程序类加载器：这个加载器也称为系统加载器。它负责加载用户类路径（ClassPath）上所指定的类库，开发者可以直接使用这个类加载器。如果应用程序没有自定义过自己的类加载器，一般情况下这个就是程序默认的类加载器。
4. 自定义类加载器：我们的应用程序一般都是由上面3个类加载器配合进行加载的，如果有必要，还可以自己定义类加载器。
3.2 双亲委派模型以及工作过程
如图：该图表示以上介绍的4中类加载器之间的层次关系，这种关系称为类加载器的双亲委派模型。
双亲委派模型要求除了顶层的启动类加载器之外，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会以继承关系实现，而是以组合的关系来复用父加载器的代码。它不是一个强制性的约束模型，而是Java设计者推荐给开发者的一种类加载器实现方式。
双亲委派模型的工作过程是：如果一个类加载器收到了类加载的请求，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把这个请求委派给父类加载器去完成，每一个层次的类加载器都是如此，因此所有的类加载请求最终都应该传送到启动类加载器中，只有当父加载器反馈自己无法完成这个加载请求（它的搜索范围未找到所需的类）时，子加载器才会尝试自己去加载。
双亲委派模型的一个好处就是：Java类随着它的类加载器一起具备了一种带有优先级的层次关系。比如java.lang.Object类，无论哪一个类加载器要加载这个类，最终都是委派给处于模型最顶端的启动类加载器进行加载，因此Object类在程序的各种类加载器环境中都是同一个类，保证了java类型体系中最基础的行为。
双亲委派模型的实现：它的实现存在于java.lang.ClassLoader的loadClass()方法中。首先检查是否已经被加载过，若没有加载，则调用父加载器的loadClass()方法，若父加载器为空则默认使用启动类加载器作为父加载器。如果父类加载失败，抛出ClassNotFoundException异常后，再调用自己的findClass()方法进行加载。