JVM加载class文件原理机制的初步学习

Java语言是一种具有动态性的解释性语言，类（class）只有加载到JVM中才能运行，当运行指定程序时，JVM会将编译生成的.class文件按照需求和一定的规则加载到内存中，并组织成为一个完整的java应用程序，这个记载的过程是由类加载器来完成的，具体来说，就是由ClassLoader和它的子类来实现的，类记载器本身也是一个类，其实质是把类文件从硬盘读取到内存中。
类的加载加载方式分为隐式加载和显式加载两种，隐式加载指的就是程序在使用new等方式创建对象时，会隐式地调用类的加载器把对应的类加载到JVM中，显式加载指的是通过直接调用class.forName()方法来把所需的类加载到JVM中。
任何一个工程项目都是由许多类组成的，当程序启动时，只把需要的类加载到JVM中，其他类只有被使用到的时候才会被加载，采用这种方法，一方面可以加快加载速度另外一方面可以节省内存的开销。此外，在java语言中，每个类或接口都对应一个.class文件，这些文件可以被看成一个个可以被动态加载的单元，因此当只有部分类被修改时，只需要重新编译变化的类即可，而不需要重新编译所有的文件，因此加快了编译速度。
在java语言中，类的加载是动态的，它并不会一次性将所有类全部加载后再运行，而是保证程序运行的基础类完全加载到JVM中，至于其他类，则在需要时才进行加载，在java中，可以把类分为3类：系统类、扩展类和自定义类。java针对这3种类提供了3种类型的加载器，这3种加载器的关系如下;
Bootstrap Loader --负责记载系统类（jre/lib/rt.jar的类）
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-- ExtClassLoader --负责加载扩展类（jar/lib/ext/*.jar的类）
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-- AppClassLoader --负责加载应用的类（classpath指定的目录或jar中的类）
以上3个类是通过委托的方式实现类的加载的。具体而言，就是当有类需要被加载的时候，类加载器会请求父类来完成这个载入工作，父类会使用其自己的搜索路径来搜索需要被载入的类，如果搜索不到，才会由子类按照其搜索路径来搜索待加载的类。如下例：

image.png

从上例可以看出，TestLoader类是由AppClassLoader来加载的。另外需要说明的是，由于Bootstrap Loader是用C++ 语言来实现的，因此，在java语言中是看不到的，所以此时程序会输出null。

综上:类加载的主要步骤分为以下3步：
1）装载。根据查找路径找到相应的class文件，然后导入。
2）链接。链接又可以分为3小步，具体如下：
a.检查。检查待加载的class文件的正确性。
b.准备。 给类中的静态变量分配存储空间。
c.解析 。 将符号引用转换成直接引用（可选）
3）初始化。对静态变量和静态代码块执行初始化工作。