类加载器

类加载器

类的加载过程

JVM将类加载过程分为三个步骤：装载（Load），链接（Link）和初始化(Initialize)链接又分为三个步骤，如下图所示：

1)装载：查找并加载类的二进制数据；
2)链接：
验证：确保被加载类的正确性；
准备：为类的静态变量分配内存，并将其初始化为默认值；
解析：把类中的符号引用转换为直接引用；
3)初始化：为类的静态变量赋予正确的初始值；
那为什么我要有验证这一步骤呢？首先如果由编译器生成的class文件，它肯定是符合JVM字节码格式的，但是万一有高手自己写一个class文件，让JVM加载并运行，用于恶意用途，就不妙了，因此这个class文件要先过验证这一关，不符合的话不会让它继续执行的，也是为了安全考虑吧。 准备阶段和初始化阶段看似有点牟盾，其实是不牟盾的，如果类中有语句：private static int a = 10，它的执行过程是这样的，首先字节码文件被加载到内存后，先进行链接的验证这一步骤，验证通过后准备阶段，给a分配内存，因为变量a是static的，所以此时a等于int类型的默认初始值0，即a=0,然后到解析（后面在说），到初始化这一步骤时，才把a的真正的值10赋给a,此时a=10。

类的初始化

类什么时候才被初始化：
1）创建类的实例，也就是new一个对象
2）访问某个类或接口的静态变量，或者对该静态变量赋值
3）调用类的静态方法
4）反射（Class.forName(“com.lyj.load”)）
5）初始化一个类的子类（会首先初始化子类的父类）
6）JVM启动时标明的启动类，即文件名和类名相同的那个类

只有这6中情况才会导致类的类的初始化。

类的初始化步骤：
1）如果这个类还没有被加载和链接，那先进行加载和链接
2）假如这个类存在直接父类，并且这个类还没有被初始化（注意：在一个类加载器中，类只能初始化一次），那就初始化直接的父类（不适用于接口）
3) 加入类中存在初始化语句（如static变量和static块），那就依次执行这些初始化语句。

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这个类的java.lang.Class对象，用来封装类在方法区类的对象。看下面2图

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
加载类的方式有以下几种：
1）从本地系统直接加载
2）通过网络下载.class文件
3）从zip，jar等归档文件中加载.class文件
4）从专有数据库中提取.class文件
5）将Java源文件动态编译为.class文件（服务器）

加载器

JVM的类加载是通过ClassLoader及其子类来完成的，类的层次关系和加载顺序可以由下图来描述：

1）Bootstrap ClassLoader
负责加载$JAVA_HOME中jre/lib/rt.jar里所有的class，由C++实现，不是ClassLoader子类 2）Extension ClassLoader 负责加载java平台中扩展功能的一些jar包，包括$JAVA_HOME中jre/lib/*.jar或-Djava.ext.dirs指定目录下的jar包
3）App ClassLoader
负责记载classpath中指定的jar包及目录中class
4）Custom ClassLoader
属于应用程序根据自身需要自定义的ClassLoader，如tomcat、jboss都会根据j2ee规范自行实现ClassLoader

加载器的委托机制

类的装载首先从最顶层的类装载器去开始装载这个类， 每个类装载器在自己的管辖范围内搜索（class文件），搜索不到再让下层的类加载器去加载，如果都加载不到则抛异常（ClassNotFoundException）。

类加载器的cache机制

如果在cache中保存了这个class就直接返回它，只有没有才会去文件中读取和转换成class，并存入cache中，
因此我们在修改了class后必须从新启动JVM才能生效，并且这说明类只会加载一次。

编写自定义类加载器

    /** 
     * 一、ClassLoader加载类的顺序 
     *  1.调用 findLoadedClass(String) 来检查是否已经加载类。 
     *  2.在父类加载器上调用 loadClass 方法。如果父类加载器为 null，则使用虚拟机的内置类加载器。 
     *  3.调用 findClass(String) 方法查找类。 
     * 二、实现自己的类加载器 
     *  1.获取类的class文件的字节数组 
     *  2.将字节数组转换为Class类的实例 
     * @author lei 2011-9-1 
     */  
    public class ClassLoaderTest {  
        public static void main(String[] args) throws InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException {  
            //新建一个类加载器  
            MyClassLoader cl = new MyClassLoader("myClassLoader");  
            //加载类，得到Class对象  
            Class<?> clazz = cl.loadClass("classloader.Animal");  
            //得到类的实例  
            Animal animal=(Animal) clazz.newInstance();  
            animal.say();  
        }  
    }  
    class Animal{  
        public void say(){  
            System.out.println("hello world!");  
        }  
    }  
    class MyClassLoader extends ClassLoader {  
        //类加载器的名称  
        private String name;  
        //类存放的路径  
        private String path = "E:\\workspace\\Algorithm\\src";  
        MyClassLoader(String name) {  
            this.name = name;  
        }  
        MyClassLoader(ClassLoader parent, String name) {  
            super(parent);  
            this.name = name;  
        }  
        /** 
         * 重写findClass方法 
         */  
        @Override  
        public Class<?> findClass(String name) {  
            byte[] data = loadClassData(name);  
            return this.defineClass(name, data, 0, data.length);  
        }  
        public byte[] loadClassData(String name) {  
            try {  
                name = name.replace(".", "//");  
                FileInputStream is = new FileInputStream(new File(path + name + ".class"));  
                ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();  
                int b = 0;  
                while ((b = is.read()) != -1) {  
                    baos.write(b);  
                }  
                return baos.toByteArray();  
            } catch (Exception e) {  
                e.printStackTrace();  
            }  
            return null;  
        }  
    }  

一般来说，自己开发的类加载器只需要覆写 findClass(String name)方法即可。java.lang.ClassLoader类的方法loadClass()封装了前面提到的代理模式的实现。
该方法会首先调用 findLoadedClass()方法来检查该类是否已经被加载过；如果没有加载过的话，会调用父类加载器的 loadClass()方法来尝试加载该类；如果父类加载器无法加载该类的话，
就调用 findClass()方法来查找该类。因此，为了保证类加载器都正确实现代理模式，在开发自己的类加载器时，最好不要覆写 loadClass()方法，而是覆写findClass()方法。
类 FileSystemClassLoader的 findClass()方法首先根据类的全名在硬盘上查找类的字节代码文件（.class 文件），然后读取该文件内容，最后通过 defineClass()方法来把
这些字节代码转换成 java.lang.Class类的实例。

本文转自：
http://blog.youkuaiyun.com/huangbiao86/article/details/6910152
http://blog.youkuaiyun.com/gjanyanlig/article/details/6818655