# 类的加载过程

  1. 加载 :

    1. 通过一个类的全限定名获取定义此类的二进制字节流

    2. 将这个字节流所代表的静态储存结构转化为方法区的运行时数据结构

    3. 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访问入口

  2. 链接 :

    1. 验证 (Verify)
      • 目的在于确保 Class 文件的字节流中包含信息符合当前虚拟机要求,保证被加载类的正确性,不会危害虚拟机自身安全
      • 主要包括四种验证,文件格式验证,元数据验证,字节码验证,符号引用验证
    2. 准备 (Prepare)
      • 为变量分配内存并且设置该类变量的默认初始值,即零值
      • 这里不包含用 final 修饰的 static, 因为 final 在编译的时候就会分配了,准备阶段会显式初始化
      • 这里不会为实例变量分配初始化,类变量会分配在方法区中,而实例变量是会随着对象一起分配到 java 堆中
    3. 解析 (Resolve)
      • 将常量池内的符号引用转换为直接引用的过程
      • 事实上,解析操作往往会伴随着 jvm 在执行完初始化之后再执行
      • 符号引用就是一组符号来描述所引用的目标。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。直接引用就是直接指向目标的指针,相对偏移量或一个间接定位到目标的句柄
      • 解析动作主要针对类或接口,字段,类方法,接口方法,方法类型等。对应常量池中的 CONSTANT_Class_info, CONSTANT_Fieldref_info, CONSTANT_Methodref_info 等
  3. 初始化 :

    • 初始化阶段就是执行类构造器方法() 的过程

    • 此方法不需要定义,是 javac 编译器自动收集类中所有的类变量的赋值动作和静态代码块中的语句合并而来

    • 构造器方法中指令按语句在源文件中出现的顺序执行

    • () 不同于类的构造器 (构造器是虚拟机视角下的())

    • 若该类具有父类,jvm 会保证子类的() 执行前,父类的() 已经执行完毕

    • 虚拟机必须保证一个类的() 方法在多线程下被同步加锁

# 类加载器的分类

  • jvm 支持两种类型的类加载器,分别是引导类加载器 (BootstrapClassLoader) 和自定义加载器 (User-Defined ClassLoader)
  • 从概念上来讲,自定义类加载器一般指的是程序中由开发人员自定义的一类加载器,但是 Java 虚拟机规范没有这么定义,而是将所有派生于抽象类 ClassLoader 的类加载器都划分为自定义加载器
  • 无论类加载器的类型如何划分,在程序中最常见的类加载器始终只有三个
    1. AppClassLoader
    2. ExtClassLoader
    3. BootstrapClassLoader
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ClassLoader systemClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
System.out.println(systemClassLoader); //sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2

ClassLoader extClassLoader = systemClassLoader.getParent();
System.out.println(extClassLoader); //sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@7d4991ad

ClassLoader bootstrapClassLoader = extClassLoader.getParent();
System.out.println(bootstrapClassLoader); //null

# 启动类加载器 (引导类加载器)

  • 这个类加载使用 C/C++ 语言实现,嵌套在 jvm 内部
  • 它用来加载 Java 的核心库 (JAVA_HOME/jre/lib/rt.jar, resources.jar 或 sun.boot.class.path 路径下的内容), 用于提供 jvm 自身需要的类
  • 并不继承自 java.lang.ClassLoader, 没有父加载器
  • 加载扩展类和应用程序类加载器,并制定为它们的父加载器
  • 处于安全考虑,Bootstrap 启动类加载器只加载包名为 java, javax, sun 等开头的类

# 扩展类加载器 (ExtClassLoader)

  • Java 语言编写,由 sun.misc.Launcher$ExtClassLoader 实现
  • 派生于 ClassLoader 类
  • 父类加载器为启动类加载器
  • 从 java.ext.dirs 系统属性所指定的目录中加载类库,或从 JDK 的安装目录的 jre/lib/ext 子目录 (扩展目录) 下加载类库。如果用户创建的 jar 放在此目录下,也会自动由扩展类加载器加载

# 应用程序类加载器 (AppClassLoader)

  • Java 语言编写,由 sun.misc.Launcher$AppClassLoader 实现
  • 派生于 ClassLoader 类
  • 父类加载器为扩展类加载器
  • 它负责加载环境变量 classpath 或系统属性 java.class.path 指定路径下的类库
  • 该类加载是程序中默认的类加载器,一般来说,Java 类都是由它来完成加载
  • 通过 ClassLoader#getSystemClassLoader () 方法可以获取到该类加载器