java类加载器

一、类加载器

1. 类加载子系统（class Loader Subsystem）
2. 内存空间（运行时数区域：Runtime data areas）
3. 执行引擎（Execution Engine）

二、类加载

1、类加载的时机

①创建的一些实例：new对象时，会对类进行初始化，前提是这个类没有被初始化
​ ②通过class文件反射创建对象
​ ③调用类的静态属性，或静态属性赋值
​ ④调用类的静态方法，也会进行类加载
​ ⑤初始化一个类的子类时，使用子类的时候先初始化父类
​ ⑥java虚拟机启动时被标记为启动类的类。比如：main方法所在类的类

2、类不会被加载的情况

①同一个java虚拟机中，一个类中只能被加载一次，如果已经被初始化的类不会加载
​ ②在编译的时候能确定下来的静态遍历。不会对类进行初始化。

3、JVM中类加载器的执行（双亲委派机制）

Java提供了三个默认的类加载器：
BootStrap ClassLoader、Extension ClassLoader、Application ClassLoader。

双亲委派模型：

• 如果一个类加载器收到类加载的请求，不会自己去尝试加载这个类，而是将请求委派给父类去完成，依次向上

• 好处：
  ①防止内存中出现多类同样的字节码（不同类加载器指定的目录下才起作用）避免用户自己编写的类动态替换Java的一些核心类。
  ②单一性机制：一个类只能被加载一次，避免类的重复加载，因为JVM判定两个类是否是同一个类不仅仅根据类名，还需要判断加载该类的类加载器是否是同一个类加载器。相同的class文件被不同的类加载器加载到的结果，是不同的两个类。

  ③Java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。
  例如类java.lang.Object，它存在在rt.jar中，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Bootstrap ClassLoader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。相反，如果没有双亲委派模型而是由各个类加载器自行加载的话，如果用户编写了一个java.lang.Object的同名类并放在ClassPath中，那系统中将会出现多个不同的Object类，程序将混乱。
  因此，如果开发者尝试编写一个与rt.jar类库中重名的Java类，可以正常编译，但是永远无法被加载运行
  

1. BootStrap ClassLoader 加载$JAVA_HOME中jre/lib/rt.jar里所有的类
2. Extension ClassLoader 加载JAVA平台上扩展功能的jar包。包含JAVA_HOME中jre/lib/ext/ *.jar或者 -DJava.ext.dirs指定目录下的jar包
3. Application ClassLoader 加载classpath中指定的jar和目录中的class
4. Costom ClassLoader 自定义的类加载器

4、类加载的过程

1. 当appClassLoader加载一个class时，不会自己去尝试加载这个类， 而是将类加载请求委托给父类加载器Extension classLoader去完成
2. 当Extension classLoader加载class时，不会自己去尝试加载这个类， 而是将类加载请求委托给父类加载器BootStrap ClassLoader去完成
3. 如果BootStrap ClassLoader加载失败，会使用Extension classLoader尝试加载
4. 如果Extension classLoader加载失败，会使用app classLoader尝试加载
5. 如果app classLoader也加载失败，会抛出classNotFoundException

注：以上只要一个加载器加载成功的话，就会直接返回该类

5、加载类的方法

loadClass方法、findClass方法和defineClass方法

loadClass:负责以双亲委托方式去加载类
findClass:就根据类的包路径找到class文件
defineClass:负责从class字节码中加载Class对象，
然后Class对象通过反射机制才生成对象的

如果你自己实现类加载器，你的想法是什么样子的？
重写一个方法：findClass:（loadClass不能被重写，defineClass没必要重写，它是用C/C++写的）

6、类的生命周期

加载→ 验证→ 准备→ 解析→ 初始化→ 使用→ 卸载

链接阶段（验证→准备→解析）

加载Loading：查找并加载类的class文件（双亲委派机制）
验证Verification：文件的格式、元数据、字节码、符号引用
准备Preparation：为类中的静态变量分配空间，并将其初始化为默认值
解析Resolution：将类中的符号引用（常量池内的符号引用）转化为直接引用。（比如String s =“hello”,转化为 s=的地址指向“hello”的地址）
初始化Initialization：为类中的静态变量赋予正确的初始值