类的加载

一、 什么是类的加载

类的加载指的是将类的.class文件中的二进制数据读入到内存中，将其放在运行时数据区的方法区内，然后在堆区创建一个java.lang.Class对象，用来封装类在方法区内的数据结构。类的加载的最终产品是位于堆区中的Class对象，Class对象封装了类在方法区内的数据结构，并且向Java程序员提供了访问方法区内的数据结构的接口。

类加载器并不需要等到某个类被“首次主动使用”时再加载它，JVM规范允许类加载器在预料某个类将要被使用时就预先加载它，如果在预先加载的过程中遇到了.class文件缺失或存在错误，类加载器必须在程序首次主动使用该类时才报告错误（LinkageError错误）如果这个类一直没有被程序主动使用，那么类加载器就不会报告错误

1. 类的生命周期

   其中类加载的过程包括了加载、验证、准备、解析、初始化五个阶段。在这五个阶段中，加载、验证、准备和初始化这四个阶段发生的顺序是确定的，而解析阶段则不一定，它在某些情况下可以在初始化阶段之后开始，这是为了支持Java语言的运行时绑定（也成为动态绑定或晚期绑定）。另外注意这里的几个阶段是按顺序开始，而不是按顺序进行或完成，因为这些阶段通常都是互相交叉地混合进行的，通常在一个阶段执行的过程中调用或激活另一个阶段。
   初始化：
   初始化，为类的静态变量赋予正确的初始值，JVM负责对类进行初始化，主要对类变量进行初始化。在Java中对类变量进行初始值设定有两种方式：
   ①声明类变量是指定初始值
   ②使用静态代码块为类变量指定初始值
   JVM初始化步骤
   1、假如这个类还没有被加载和连接，则程序先加载并连接该类
   2、假如该类的直接父类还没有被初始化，则先初始化其直接父类
   3、假如类中有初始化语句，则系统依次执行这些初始化语句
   类初始化时机：只有当对类的主动使用的时候才会导致类的初始化，类的主动使用包括以下六种：
   – 创建类的实例，也就是new的方式
   – 访问某个类或接口的静态变量，或者对该静态变量赋值
   – 调用类的静态方法
   – 反射（如Class.forName(“com.shengsiyuan.Test”)）
   – 初始化某个类的子类，则其父类也会被初始化
   – Java虚拟机启动时被标明为启动类的类（Java Test），直接使用java.exe命令来运行某个主类

2. 类加载器

   启动类加载器：Bootstrap ClassLoader，负责加载存放在JDK\jre\lib(JDK代表JDK的安装目录，下同)下，或被-Xbootclasspath参数指定的路径中的，并且能被虚拟机识别的类库（如rt.jar，所有的java.*开头的类均被Bootstrap ClassLoader加载）。启动类加载器是无法被Java程序直接引用的。

   扩展类加载器：Extension ClassLoader，该加载器由sun.misc.Launcher$ExtClassLoader实现，它负责加载DK\jre\lib\ext目录中，或者由java.ext.dirs系统变量指定的路径中的所有类库（如javax.*开头的类），开发者可以直接使用扩展类加载器。

   应用程序类加载器：Application ClassLoader，该类加载器由sun.misc.Launcher$AppClassLoader来实现，它负责加载用户类路径（ClassPath）所指定的类，开发者可以直接使用该类加载器，如果应用程序中没有自定义过自己的类加载器，一般情况下这个就是程序中默认的类加载器。

   应用程序都是由这三种类加载器互相配合进行加载的，如果有必要，我们还可以加入自定义的类加载器。因为JVM自带的ClassLoader只是懂得从本地文件系统加载标准的java class文件，因此如果编写了自己的ClassLoader，便可以做到如下几点：
   1）在执行非置信代码之前，自动验证数字签名。
   2）动态地创建符合用户特定需要的定制化构建类。
   3）从特定的场所取得java class，例如数据库中和网络中。

3. 类的加载

   类加载有三种方式：
   1、命令行启动应用时候由JVM初始化加载
   2、通过Class.forName()方法动态加载
   3、通过ClassLoader.loadClass()方法动态加载

4. 双亲委派模型

   双亲委派模型的工作流程是：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，而是把请求委托给父加载器去完成，依次向上，因此，所有的类加载请求最终都应该被传递到顶层的启动类加载器中，只有当父加载器在它的搜索范围中没有找到所需的类时，即无法完成该加载，子加载器才会尝试自己去加载该类。