java面试题：JVM加载类（class文件）原理机制

JVM加载类（class文件）原理机制

1.面试答案

主要就是回答三个问题：

• 简单介绍三个类加载器
• 类加载器的父亲委托机制
• 类加载的三个步骤

答：
1）类加载器介绍

• JVM中类的装载是由类加载器（ClassLoader）和它的子类来实现的，Java中的类加载器是一个重要的Java运行时系统组件，它负责在运行时查找和装入类文件中的类。
• 类加载器一共有三个：
  1）Bootstrap：一般用本地代码实现，负责加载JVM基础核心类库（rt.jar）；
  2）Extension：从java.ext.dirs系统属性所指定的目录中加载类库，它的父加载器是Bootstrap；
  3）System：又叫应用类加载器，其父类是Extension。它是应用最广泛的类加载器。它从环境变量classpath或者系统属性java.class.path所指定的目录中记载类，是用户自定义加载器的默认父加载器。

2）类加载机制

• 类加载机制：父亲委托机制
  在该机制中，JVM自带的Bootstrap是根加载器，其他的加载器都有且仅有一个父类加载器。类的加载首先请求父类加载器加载，父类加载器无能为力时才由其子类加载器自行加载。JVM不会向Java程序提供对Bootstrap的引用。即首先申请父类加载，父类加载的类，子类不会加载。

• JVM并不会一次将所有的类全部进行加载，而是首先将确保程序运行的基础类进行装载，当其他的类需要被用到的时候才会被进行加载。

• 这种类加载机制的优点就在于保证安全性，保证JVM核心类库不会重复加载，例如如果你写一个object类，编译是可以通过的，但是实际上运行不会进行加载，因为根加载器已经加载了核心类库中的object类，保证了核心类库的安全。

3）类加载过程

• JVM加载类的过程分为三个步骤：加载、连接（验证、准备和解析）和初始化。
  1）类的加载：是指把类的.class文件中的数据读入到内存中，通常是创建一个字节数组读入.class文件，然后产生与所加载类对应的Class对象。加载完成后，Class对象还不完整，所以此时的类还不可用。

  2）连接阶段，这一阶段包括验证、准备（为静态变量分配内存并设置默认的初始值）和解析（将符号引用替换为直接引用）三个步骤。

  • 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）初始化包括：

  • 如果类存在直接的父类并且这个类还没有被初始化，那么就先初始化父类；
  • 如果类中存在初始化语句，就依次执行这些初始化语句。