Java源码阅读：类加载机制的详细案例

原创 r囧r小猫 2024-11-01 22:27 17阅读 0赞

Java的类加载机制是Java运行时环境的一部分，负责从文件系统读取.class文件，将其转换成JVM可以理解的Java类型信息，然后加载到JVM中。这个过程包括加载（Loading）、链接（Linking）和初始化（Initialization）三个主要步骤。下面我将通过一个简单的案例来详细解释这个过程。

###1. 类加载机制的三个阶段#### 加载（Loading）
在这个阶段，JVM通过类加载器（ClassLoader）读取.class文件，并将这些二进制数据转换成JVM内部的数据结构，这个过程称为类的加载。

####链接（Linking）
链接阶段包括验证（Verification）、准备（Preparation）和解析（Resolution）三个子阶段。
- **验证**：确保加载的类信息符合JVM规范，没有安全问题。
- **准备**：为类的静态变量分配内存，并设置默认初始值。
- **解析**：将类、接口、字段和方法的符号引用转换为直接引用。

#### 初始化（Initialization）
在这个阶段，JVM执行类构造器`<clinit>()`方法，按照Java代码中的顺序来初始化静态变量和执行静态代码块。

###2.详细案例假设我们有一个简单的Java类`ExampleClass`，代码如下：

```javapublic class ExampleClass {
 static {
 System.out.println("静态代码块执行");
 }

public static int value =10;

static {
 value =20;
 }
}
```#### 加载阶段当JVM需要这个类时（例如通过`ExampleClass.class`或者`ExampleClass.class.getName()`），JVM会通过类加载器加载这个类。

####链接阶段- **验证**：JVM检查`ExampleClass`的字节码是否符合JVM规范。
- **准备**：为`value`分配内存，并设置默认初始值0。
- **解析**：解析类、接口、字段和方法的引用。

#### 初始化阶段JVM执行`<clinit>()`方法，按照代码中的顺序执行静态代码块和静态变量的赋值操作。因此，输出将是：

```
静态代码块执行```并且`value`的值将被设置为20。

###3. 类加载器Java提供了三个主要的类加载器：
- **启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）**：加载JRE核心类库，用C++实现，不继承自`ClassLoader`。
- **扩展类加载器（Extension ClassLoader）**：加载扩展目录（如`jre/lib/ext`）中的类库。
- **应用程序类加载器（Application ClassLoader）**：加载应用程序的类路径（classpath）中的类库。

###4.双亲委派模型Java类加载器使用双亲委派模型，即如果一个类加载器收到了类加载请求，它首先会将这个请求委派给父类加载器去完成，如果父类加载器没有找到这个类，子类加载器才会尝试自己去加载。

这个模型确保了Java核心库的类型安全，防止核心库被随意篡改。

通过这个案例，你可以更深入地理解Java的类加载机制。希望这对你有所帮助！