Java类加载机制

1、类加载过程

类加载：类加载器将class文件加载到虚拟机内存

• 加载：在硬盘上查找并通过IO读入字节码文件
• 连接：执行校验、准备、解析（可选）步骤
• 校验：校验字节码文件的正确性
• 准备：给类的静态变量分配内存，并赋予默认值
• 解析：类装载器装入类所引用的其他所有类
• 初始化：对垒的静态变量初始化为指定的值，执行静态代码块

2、类加载器种类

• 引导类加载器：负责加载JRE的核心类库，如jre目标下的rt.jar，charsets.jar等
• 扩展类加载器：负责加载JRE扩展目录ext中的JAR类包
• 系统类加载器：负责加载ClassPath路径下的类包
• 用户自定义加载器：负责加载用户自定义路径下的类包

示例代码如下：

public class TestClassLoader {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(String.class.getClassLoader());
        System.out.println(com.sun.crypto.provider.DESKeyFactory.class.getClassLoader().getClass().getName());
        System.out.println(TestClassLoader.class.getClassLoader().getClass().getName());
        System.out.println(ClassLoader.getSystemClassLoader().getClass().getName());
    }
}
/*
null String是在rt.jar中，并且rt.jar是由c++编写不在jdk中，因此无法打印
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader  DESKeyFactory是在ext.jar包的类，因此是由扩展类加载器实现的
sun.misc.Launcher$AppClassLoader  负责加载ClassPath路径下的类包
sun.misc.Launcher$AppClassLoader

3、类加载机制

• 全盘负责委托机制：当一个ClassLodaer加载一个类时，除非显示的使用另一个ClassLoader，该类所依赖和引用的类也有这个ClassLoader载入
• 双亲委派机制：指先委托父类加载器寻找目标类，在找不到的情况下在自己的路径中查找并载入目标类（一般情况下是用不到自定义类加载器的）

2）举例：
    一个类在加载的时候不会先加载，会向上委托由当前类加载器的上级看是否可以加载，如果不可以加载再向上委托，当引用类加载器无法加载时，才会由下级类加载器加载

3）优点

• 沙箱安全机制：自己写的String.class不会被加载，这样会防止核心API被随意篡改
• 避免类的重复加：当父亲已经加载了该类时，就没有必要子ClassLoader再加载一次

4）代码示例：
    这里我们可以自己来写一个String.class来做测试，我们运行会发现提示找不到main方法。此处我们可以使用上述类加载机制来解释这个原因，我们自定义的Sting类时在当前的Classpath路径下，应该由系统类加载器加载。由于双亲委派机制，此类会先委托给上级加载直到引导类加载器。引导类加载的是在rt.jar包中的String.class而不是我们自定义的类。

public class String {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("测试沙箱安全机制");
    }
}

4、jvm在加载jar包是否会将包里的所有的类全都加载到内存中？

JVM对class文件是按需加载（运行期间动态加载，而不是一次性加载），可以配置-verbose:class参数来验证