Java类加载机制

类加载机制

将class文件中的二进制数据读取到内存中，并对其进行校验，解析和初始化，将类型数据存放在方法区，实例对象存放在堆，作为方法区该类的数据访问接口。这就是类加载。

加载

1. 通过全限定名获取二进制字节流
2. 将字节流代表的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构
3. 在堆中生成一个代表该类的Class对象，作为方法区该类的数据访问接口

连接

验证、准备、解析统称为连接

验证

1. 文件格式验证：第一阶段要验证字节流是否符合Class文件格式的规范，并且能被当前版本的虚拟机处理。
2. 元数据验证：第二阶段是对字节码描述的信息进行语义分析，以保证其描述的信息符合《Java语言规范》的要求。
3. 字节码验证：第三阶段是通过数据流分析和控制流分析，确定程序语义是合法的、符合逻辑的。
4. 符号引用验证：符号引用验证可以看作是对类自身以外（常量池中的各种符号引用）的各类信息进行匹配性校验，通俗来说就是，该类是否缺少或者被禁止访问它依赖的某些外部类、方法、字段等资源。

准备

为类中定义的变量，（Static）分配内存并设置初始值

JDK7及以前，分配在方法区
JDK8及以后，随Class对象一起存放在Java堆中

解析

Java虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用。

符号引用（Symbolic References）：符号引用以一组符号来描述所引用的目标，符号可以是任何形式的字面量，只要使用时能无歧义地定位到目标即可。符号引用与虚拟机实现的内存布局无关，引用的目标并不一定是已经加载到虚拟机内存当中的内容。各种虚拟机实现的内存布局可以各不相同，但是它们能接受的符号引用必须都是一致的，因为符号引用的字面量形式明确定义在《Java虚拟机规范》的Class文件格式中。

直接引用（Direct References）：直接引用是可以直接指向目标的指针、相对偏移量或者是一个能间接定位到目标的句柄。直接引用是和虚拟机实现的内存布局直接相关的，同一个符号引用在不同虚拟机实例上翻译出来的直接引用一般不会相同。如果有了直接引用，那引用的目标必定已经在虚拟机的内存中存在。

初始化

类加载过程的最后一个步骤，在该阶段，Java虚拟机才真正开始执行类中编写的Java程序代码，将主导权移交给应用程序。

类加载器

用来实现通过类的全限定名获取类字节流数据的动作。
类加载器时独立于Java虚拟机的，允许程序员按自身需要自行实现类加载器。使得同一个类可以实现访问隔离、OSGi、程序热部署等等。

三层累加载器

启动类加载器（Bootstrap Class Loader）：负责加载<JAVA_HOME>\lib 目录，或者被 -Xbootclasspath 参数制定的路径，例如 jre/lib/rt.jar 里所有的class文件。由C++实现，不是ClassLoader子类。

拓展类加载器（Extension Class Loader）：负责加载Java平台中扩展功能的一些jar包，包括<JAVA_HOME>\lib\ext 目录中 或 java.ext.dirs 指定目录下的jar包。由Java代码实现。

应用程序类加载器（Application Class Loader）：我们自己开发的应用程序，就是由它进行加载的，负责加载ClassPath路径下所有jar包。

双亲委派模型

类加载器在接到类的加载请求时，先加载父类（父类加载器），只有父类无法加载时，才尝试自己加载。

不同的类加载器加载同一个类，会出现存放不同的类的信息。
使用双亲委派模型，可以保证一个类只有一个类加载器。

载器加载同一个类，会出现存放不同的类的信息。
使用双亲委派模型，可以保证一个类只有一个类加载器。

如有疏错，恳请指正。