类加载机制

骑猪看日落 2022-12-26 10:26 177阅读 0赞

## 1.类加载流程 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3h1ZWd1Y2hlbg_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
**流程步骤：**

1.  **加载**：在硬盘上查找并通过IO读入字节码文件，使用到类时才会加载，例如调用类的 main()方法，new对象等等，在加载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访问入口
2.  **验证**：校验字节码文件的正确性
3.  **准备**：给类的静态变量分配内存，并赋予默认值
4.  **解析**：将符号引用替换为直接引用，该阶段会把一些静态方法(符号引用，比如 main()方法)替换为指向数据所存内存的指针或句柄等(直接引用)，这是所谓的静态链接过 程(类加载期间完成)，动态链接是在程序运行期间完成的将符号引用替换为直接引用
5.  **初始化**：对类的静态变量初始化为指定的值，执行静态代码块

例：加载一个User类  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3h1ZWd1Y2hlbg_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

类被加载到方法区中后主要包含**运行时常量池**、**类型信息**、**字段信息**、**方法信息**、**类加载器的引用**、**对应class实例的引用**等信息

类加载器的引用：这个类到类加载器实例的引用

对应class实例的引用：类加载器在加载类信息放到方法区中后，会创建一个对应的Class 类型的对象实例放到堆(Heap)中, 作为开发人员访问方法区中类定义的入口和切入点

**注意**：  
主类在运行过程中如果使用到其它类，会逐步加载这些类（懒加载）

## 2. 类加载器 ##

#### 2.1 类加载器的分类 ####

1.  **引导类加载器**：负责加载支撑JVM运行的位于JRE的lib目录下的核心类库，比如 rt.jar、charsets.jar等
2.  **扩展类加载器**：负责加载支撑JVM运行的位于JRE的lib目录下的ext扩展目录中的JAR 类包
3.  **应用程序类加载器**：负责加载ClassPath路径下的类包，主要就是加载自定义的那些类
4.  **自定义加载器**：负责加载用户自定义路径下的类包

#### 2.2 类加载器初始化过程 ####

初始化过程会创建JVM启动器实例sun.misc.Launcher

sun.misc.Launcher初始化使用了单例模式设计，保证一个JVM虚拟机内只有一个 sun.misc.Launcher实例

而在Launcher构造方法内部，其创建了两个类加载器

*  sun.misc.Launcher.ExtClassLoader(扩展类加载器)
 *  sun.misc.Launcher.AppClassLoader(应用类加载器)

JVM默认使用Launcher的getClassLoader()方法返回的类加载器AppClassLoader的实例加载应用程序

## 3. 双亲委派机制 ##

JVM中的类加载器是有亲子层级结构的

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3h1ZWd1Y2hlbg_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
**双亲委派机制**：  
加载某个类时会先委托父加载器寻找目标类，找不到再委托上层父加载器加载，如果所有父加载器在自己的加载类路径下都找不到目标类，则在自己的类加载路径中查找并载入目标类

简单来说，即是先找父亲加载，不行再由儿子自己加载

**双亲委派机制的必要性**：

*  沙箱安全机制：比如自己写的java.lang.String.class类是不会被加载，这样便可以防止核心 API库被随意篡改
 *  避免类的重复加载：当父亲已经加载了该类时，就没有必要子ClassLoader再加载一 次，保证被加载类的唯一性

**全盘负责委托机制：**  
“全盘负责”是指当一个ClassLoder装载一个类时，除非显示的使用另外一个ClassLoder，该类所依赖及引用的类也由这个ClassLoder载入

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3h1ZWd1Y2hlbg_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221120/38c951adcd194c5c90683dbaf00e0583.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3h1ZWd1Y2hlbg_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20221120/08adef0113324fe8a93e9747b8362522.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3h1ZWd1Y2hlbg_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20221120/6207f8cb207d4f728a99748c9d96fdb5.png