java类加载机制

类加载机制

jvm类加载机制分为五个部分：加载，验证，准备，解析，初始化，下面我们就分别来看一下这个5个过程

加载

加载是类加载过程中的一个阶段，这个阶段会在内存中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为方法区这个类的各种数据的入口。注意这里不一定非得要从一个Class文件获取，这里既可以从zip包中获取（比如从jar包和war包中读取），也可以在运行时计算生成（动态代理），也可以由其他文件生成（比如将JSP文件转换成对应的Class类）

验证

这一阶段的主要目的是为了确保Class文件的字节流中包含的信息是否符合当前虚拟机的要求，并且不会危害虚拟机自身的安全。

准备

准备阶段是正式为类变量分配内存并设置类变量的初始值阶段，即在方法区中分配这些变量所使用的内存空间。

解析

解析阶段是指虚拟机将常量池中的符号引用替换为直接引用的过程。符号引用就是class文件中的：

• CONSTANT_Class_info

• CONSTANT_Field_info

• CONSTANT_Method_info

等类型的常量

符号引用就是以一组符号来描述所引用的目标，符号引用可以是任何形式的字面量，只要使用时能无歧义的定位到目标即可。符号引用与虚拟机实现的布局无关，引用的目标并不一定要已经加载到内存中。各种虚拟机实现的内存布局可以各不相同，但是它们能接收饿符号引用必须是一致的，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。

直接引用可以是指向目标的指针，相对偏移量或是一个能间接定位到目标的句柄。如果有了直接引用，那引用的目标必定已经在内存中存在。

初始化

初始化阶段是在类加载的最后一个阶段，前面的类加载阶段之后，除了在加载阶段可以自定义类加载器以外，其他操作都由JVM主导。到了初始化阶段，才开始真正执行类中定义的java程序代码。

初始化阶段是执行类构造器《clinit>方法的过程。《clinit>方法由编译器自动收集类中的类变量的赋值操作和静态语句块中的语句合并而成的。虚拟机会保证《clinit>方法执行之前，父类的《clinit>方法已经执行完毕。如果一个类中没有对静态变量赋值也没有静态语句块，那么编译器可以不为这个类生成《clinit>方法。

类加载器

• Bootstrap ClassLoader:将存放于\lib目录中的，或者被-Xbootclasspath参数所指定的路径中的，并且是虚拟机识别的（仅按照文件名识别，如rt.jar名字不符合的类库即使放在lib目录中也不会被加载）类库加载到虚拟机内存中。启动类加载器无法被java程序直接引用。

• Extension ClassLoader：将\lib\ext目录下的，或者被java.ext.dirs系统变量所指定的路径中的所有类库加载。开发者可以直接使用扩展类加载器。

• Application ClassLoader：负责加载用户类路径（ClassPath）上所指定的类库，开发者可以直接使用。

双亲委托模型

如果一个类加载器接受到了类加载的请求，它首先把这个请求委托给他的父类加载器去完成，每个层次的类加载器都是如此，因此所有的加载请求都应该传送到顶层的启动类加载器中，只有当父类加载器反馈自己无法完成这个加载请求（它在搜索范围中没有找到所需的类）时，子加载器才会尝试自己去加载。

好处：java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，它存放在rt.jar中，无论哪个类加载器要加载这个类，最终都会委派给启动类加载器进行加载，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，如果用户自己写了一个名为java.lang.Object的类，并放在程序的Classpath中，那系统中将会出现多个不同的Object类，java类型体系中最基础的行为也无法保证，应用程序也会变得一片混乱。

一道面试题

能不能自己写个类叫java.lang.System？

答案：通常不可以，但可以采取另类方法达到这个需求。
解释：为了不让我们写System类，类加载采用委托机制，这样可以保证爸爸们优先，爸爸们能找到的类，儿子就没有机会加载。而System类是Bootstrap加载器加载的，就算自己重写，也总是使用Java系统提供的System，自己写的System类根本没有机会得到加载。

但是，我们可以自己定义一个类加载器来达到这个目的，为了避免双亲委托机制，这个类加载器也必须是特殊的。由于系统自带的三个类加载器都加载特定目录下的类，如果我们自己的类加载器放在一个特殊的目录，那么系统的加载器就无法加载，也就是最终还是由我们自己的加载器加载。