类的加载笔记

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#classloader #虚拟机 #java #class #扩展 #byte

类的加载笔记

一、类的生命周期：

加载->验证->准备->解析->初始化

1、加载：把类的二进制.class文件读入内存，把它放在运行时的数据区的方法区内，然后再堆区创建这个类对应的Class对象。

（1）类的加载：

从本地加载.class文件

从网络下载.class文件

从.jar、.rar文件中提取.class文件

等等。

（2）类加载器：

（1）java虚拟机自带的类加载器，包括启动类加载器、扩展类加载器和系统类加载器

（2）用户自定义的类加载器，它是java.lang.ClassLoader的子类

【注意】：一个类并不是在首次主动使用时才加载，Java虚拟机允许预先加载。

2、验证

保证加载的数据正确

3、准备

在准备阶段，虚拟机为类静态变量分配内存并设置默认值

4、解析

解析阶段，虚拟机把符号引用替换为直接引用、

5、初始化

为类的静态变量赋初值（声明时初始化或者在静态代码块中初始化；注意：final static表示常量，而且只能声明时赋值且必须赋值），初始化的过程包括：

（1）如果类没有加载和连接，先加载和连接。

（2）此类存在直接父类，那么先初始化父类（这保证主动使用此类时，此类和它的所有父类都初始化了）

（3）有初始化语句（声明时初始化或者静态代码块中初始化），就依次执行这些语句。

【注意a】：只有程序主动使用一个类或者接口时，它才会初始化，主动使用包括：

（1）创建类的对象（包括new创建、反射、clone()、反序列化）

（2）调用类方法

（3）访问类变量或者为其赋值

（4）调用类的反射方法Class.forName("X"),会初始化X类

（5）初始化此类的子类

（6）声明为启动类（即java X，X类）

【注意b】：初始化一个接口时，不会初始化其父接口；初始化一个类时，不会初始化其实现接口

【注意c】：对于编译时常量，也不会初始化

【注意d】：只有类或者接口的静态属性和静态方法是在本类、接口中定义的，主动访问才会初始此类或者接口，否则只初始化父类或者实现接口。

【注意e】：ClassLoader的loadClass()方法不会初始化被调用的类，仅仅是加载

二、类的加载器

1、根加载器Bootstrap:加载虚拟机核心类库，如java.lang.*，它加载sun.boot.class.path指定的目录中的类。它没有父加载器,用null表示。

2、扩展类加载器：它从java.ext,dirs属性指定的目录加载类或者从jre/lib/ext目录中加载类，它是java.lang.ClassLoader的子类，而且父加载器是根加载器

3、系统类加载器：从classpath目录中加载类，它是java.lang.ClassLoader的子类，还是用户自定义的类加载器的默认父加载器，而且其父加载器是扩展类加载器。通过ClassLoader.getSystemClassLoader()得到

4、用户自定义的类加载器，继承java.lang.ClassLoader类。可以通过Class对象.getClassLoader()获得此类的类加载器

【注意】：类加载器的父子关系并不是类的继承关系，一对父子类加载器可能都是加载类的实例对象。除了根加载器外，每个类加载器都有且只有唯一一个父类加载器

5、Java中类的加载是父加载器委托机制

假设有两个自定的类加载器classLoader1和classLoader2，classLoader2是classLoader1的父类对象，要求classLoader2加载一个类A，那么classLoader2尝试从自己的命名空间（就是这个类加载器及其父加载器所加载的类的集合，命名空间中不允许存在完整类名完全相同的两个类）中查找此类是否已经加载，如果已经加载，就返回；没有就交给classLoader1，classLoader1又会向上传递给系统类加载器，后者又请求扩展类加载器加载，而它又会请求根加载器加载；如果根加载器加载成功就向下传递给classLoader2，否则又有子类加载，……，如果classLoader2的父加载器都不能加载，那么classLoader2尝试加载，不能加载则抛出ClassNotFoundException异常。

6、我们知道java中有四种访问级别，其中protected是包内和子类可见，默认级别是包内可见。如果我们定义一个类java.lang.MyClass,那么在MyClass中能访问java.lang.*核心库的默认级别成员吗吗？如果可以，那么就会出问题，知道核心甚至修改细节。实际上不可能访问的，因为java.lang.MyClass与系统核心库的类加载器不同，所以是无法访问的，这样更安全。

7、数组类的 Class 对象不是由类加载器创建的，而是由 Java 运行时根据需要自动创建。数组类的类加载器由 Class.getClassLoader() 返回，该加载器与其元素类型的类加载器是相同的；如果该元素类型是基本类型，则该数组类没有类加载器。

8、自定义的类加载器:

继承ClassLoader，指定父加载器（在构造方法调用父类的构造方法super()说明父加载器为系统加载器；调用super(null)表示父加载器为根加载器）；覆盖findClass()方法（一般需要调用protected final Class<?> defineClass(String name,byte[] b,int off,int len)方法（defineClass 方法将一个 byte 数组转换为 Class 类的实例））。