0x01. 某厂面试题
请论述 Java 自带哪些加载器以及对应的职责？
(1)Bootstrap ClassLoader(启动类加载器)：负责加载 <JAVA_HOME>\lib 目录，或 -Xbootclasspath 指定目录下的 jar。非凡阐明：JVM 认为正当的 jar 文件名才会被加载，例如：rt.jar、tools.jar，文件名不合乎的 jar 即便放在上述目录下也不会被加载。(2)Extension ClassLoader(扩大类加载器)：负责加载 <JAVA_HOME>\lib\ext 目录，或 java.ext.dirs 指定目录下的 jar。非凡阐明：Java9 当前引入了模块化机制，此加载器被此机制取代。(3)Application ClassLoader(应用程序类加载器)：负责加载用户类门路 (ClassPath) 上的 jar 包。此题出处：周志明的《深刻了解 Java 虚拟机》-7.4. 类加载器 ，变形题很多：
例如：请你选出哪些不是 Java 自带的类加载器；
例如：给出各类类加载器的形容、职责，选谬误的；
例如：将上述类加载器的非凡阐明作为烦扰选项；——这种题能够有情坑杀很多程序猿 …
0x02. 不要背，要了解
至此，咱们仿佛没必要大费周章地解读这样一道记忆题。背下来不就能够了吗？笔者认为不是：
倒退 24 年的 Java 及 JVM，历经若干版本的商业奋斗 (A new future for Java)，衍生出若干语(语) 言(法)特 (陷) 性(阱)。
“ 背下来就行 ” 的前提有二，惋惜对于 Java 这些语 (语) 言(法)特 (陷) 性(阱)都不成立：
(1)常识输出是无二义性的、与时俱进的。(2)常识输出是无限集。所以，笔者动摇的认为唯 Java 程序员最有资格喊出 ”我秃了，我也变强了 “。
所以，笔者动摇的认为唯 ”深刻理解 JVM“(即，深刻理解语法个性到 JVM 层，甚至操作系统层)，是 Java 程序员的最无效的防秃良药。
0x03. 从韩国星工厂看类加载机制的全貌
From《深刻了解 Java 虚拟机》- 周志明
Java 虚拟机将形容类的数据从 Class 文件加载到内存，并对数据进行校验、转换解析和初始化，最终变成被虚拟机能够间接应用的 Java 类型，这个过程被称作 Java 虚拟机的类加载机制...... 与那些在编译时须要进行连贯的语言不同，在 Java 语言外面，类型的加载、连贯和初始化过程都是在程序运行期间实现的...... 用户能够通过 Java 预置的或自定义类加载器... 作为其程序代码的一部分。从这段经典且谨严的形容，咱们能够形象 8 个问题，以此宏观地取得类加载机制的全貌：
问题 1：加载什么？问题 2：加载失去了什么？问题 3：从哪里加载？问题 4：加载到哪里去？问题 5：何时加载？问题 6：加载流程有几步？问题 7：加载流程如何实现？问题 8：类加载器的束缚？(1)加载什么？
咱们在.java 文件中编写了一堆代码，被转换成字节码 (.class 文件)，JVM 加载就是这个字节码。
这个 字节码形容的信息 [1] 包含(但不限于)：
有哪些类、哪些接口；每个类有哪些属性、行为；类和类的关系；...这些信息就是程序员定义的 ” 模板 ”，在程序运行时，当须要基于类 A 创立实例对象 a 时，JVM 就要先找到类 A 对应的 ” 模板 ”。
这些 ” 模板 ”，就像韩国星工场包装女团时的 ” 剧本 ”，每个女星都是基于某个 ” 模板 ” 创立的实例对象，女星的身高、体重、才艺就是 ” 模板 ” 中形容的 ” 属性、行为 ”。
[1]: 本文聚焦类加载机制的全貌，本文挖坑，当前再填
(2)加载失去了什么？
字节码加载到内存后失去的信息内容还是 (1) 中提到的字节码中蕴含的信息，但信息模式变了，形象、简略地了解为JVM 能意识的数据结构[2]。
这就像娱乐公司的策动团队在电脑上写好了女团出道的 ” 剧本 ”，女团的经纪人要无差错地仔细阅读 ” 剧本 ” 的电子件，把 ” 剧本 ” 存储在大脑中，以备后续应用。
[2]: 本文聚焦类加载机制的全貌，本文挖坑，当前再填
(3)从哪里加载？
用一张表，阐明字节码文件与经纪人的类比关系：
| 字节码文件在哪里？ | 剧本在哪里？ |
|---|---|
| 在本地磁盘上，JVM 在指定目录去查找 | 在电脑上，经纪人去指定目录去关上看 |
| 在网络上，JVM 在指定网络门路下来查找 | 在某个网站上，经纪人去这个网站上看 |
| JVM 依据某些规定动静生成 | 经纪人自行加戏，随机应变 |
这一点也是JVM 给 Java 程序员的自在，很多驰名的产品就是在这个点上做了文章。
(4)加载到哪里去？
这个问题最好答复：内存，具体指的是 JVM 的 运行时数据区 ，再具体一点是运行时数据区中的 办法区[3]
[3]: 本文聚焦类加载机制的全貌，本文挖坑，当前再填
(5)何时加载？
类加载产生在运行时，这也是 Java、C# 这类语言推崇的动态性。
动态性是一把双刃剑，运行时加载意味着须要 ” 边执行，边连贯 ”。
这就如同女团经纪人不是提前把 ” 剧本 ” 烂熟于胸，而是到了女团上演现场，才掏出 ” 剧本 ”，现场了解、现场执行。
以现实生活的教训，这样的经纪人，看起来不太靠谱。
当然，动态性肯定是源于某些特定场景和需要，Java 为了靠谱，也引出了虚拟机中另一个大的课题：JIT(即时编译)，围绕着 ” 如何晋升运行时的编译效率 ” 会有很多乏味的故事。
(6)加载流程有几步？
在 (2) 中咱们提到女团的经纪人要无差错地仔细阅读 ” 剧本 ” 的电子件，关键词是 无差错
咱们再用一张表，类比一下[4]
| 加载流程？ | 经纪人浏览剧本的流程？ |
|---|---|
| STEP1. 加载(Load)：将字节码文件变成内存的数据结构 | STEP1. 加载：经纪人关上剧本，读了一遍剧本 |
| STEP2. 连贯(Link) | STEP2. 连贯 |
| STEP2.1. 验证(Verify)：验证文件格式、元数据、字节码、符号援用，最终保障 JVM 的安全可靠 | STEP2.1. 验证：经纪人若有所思的翻了翻剧本，确认没拿错剧本吧？不会是包装男团的剧本吧？ |
| STEP2.2. 筹备(Prepare)：”static” 的内存调配与赋值 | STEP2.2. 筹备：女团不论包装几个人(实例)，她们必定须要一个训练房(static 变量)，当初就租好 |
| STEP2.3. 解析(Resolve)：符号援用转为间接援用。例如：类 A 有个成员变量，类型是类 B，类 B 在哪呢？ | STEP2.3. 解析：剧本中 Lisa 的那一页说她出道前在一个泰国舞团，泰国舞团的材料在剧本附件 2，经纪人如果须要查看泰国舞团材料的时候，就晓得去翻附件 2 |
| STEP3. 初始化(Init)：执行构造函数，触发关联类的解析 | STEP3. 初始化：经纪人后期筹备差不过了，能够给 Lisa(实例)打个电话：Lisa 同学，快来做一下出道前的筹备(构造函数) |
表格中存在不谨严 (艰深) 的表白，但置信读者曾经关注到了两个外围要点：
(1)加载流程有几步
(2)每一步的作用是什么[4]: 上述加载流程每一步存在一些 JVM 实现的细节，例如：上述步骤肯定是程序执行的吗？例如：间接援用须要重复解析吗？这些都有必要具体解读，本文暂不开展。
(7)加载流程如何实现？
至此，终于能够和本文结尾的面试题响应上了，前文咱们探讨了
加载什么 => 加载失去了什么 => 从哪里加载 => 加载到哪里去 => 何时加载 => 加载流程有几步那么这都是 JVM 的标准、规格，怎么实现？类加载器 就是类加载机制的具体实现。
不同类型的加载器相当于公司不同的角色，都去本人专属的文件夹去查找并加载类
Bootstrap 加载器相当于经济公司老板
Extension 加载器相当于经纪人
Application 加载器相当于女团艺人(8)类加载器的束缚？
既然有不同的类加载器，它们之间必然有配合关系，否则两个人干了同一个工作，对外口径还不同，咋办？
JVM 定义了这种配合关系，还取了个高大上的名字 ” 双亲委派模型 ”，笔者认为这种模型应该叫 ” 保姆式治理模型 ”
还是一张表类比一下：
| 双亲委派模型 | 保姆式治理模型 |
|---|---|
| STEP1. 程序须要加载一个类 | STEP1. 记者问 Lisa：某天早晨和你一起上车的神秘女子是谁？ |
| STEP2.Application 加载器一脸懵逼的问 Extention 加载器，领导，你能加载不？ | STEP2.Lisa 一脸懵逼的问经纪人，欧巴，你帮我答复一下嘛？ |
| STEP3.Extention 加载器无助的看着 Bootstrap 加载器，领导，你能加载不？ | STEP3. 经纪人无助的看看经纪公司老板，老大，还是你答复一下吧 |
| STEP4.Bootstrap 加载器无奈的摇摇头：试试看吧，我能加载就加载，不能的话，Extension，还是你本人试试 | STEP4. 老板摇摇头：试试看吧，我能答复就答复，不能回答，经纪人，你本人试试 |
| STEP5.(假如 Bootstrap 不能加载)Extension 无奈的摇摇头：我本人试试吧，不能加载的话，Application，你本人试试吧。 | STEP6.(假如老板不能回答)经纪人苦笑了：我试试吧，不能答复，Lisa，你本人上吧。 |
| STEP7.(假如 Extension 不能加载)：Application 本人来吧 | STEP7.(假如经纪人不能答复)Lisa 娇羞道的答复记者：恩~~ 伦家也不晓得 … 反正不是蔡徐坤 … |
双亲委派模型，实质上是说 ” 领导先上，领导不行我再上 ”。
这种治理格调，天然也有弊病。历史上有 4 次毁坏双亲委派模型[5] 的事件。
毁坏双亲委派模型的实质，是 ” 治理团队的格调多样化 ”，例如：” 扁平化团队 ”、” 先干了再说团队 ” 等等。[5]: 每种 "治理格调" 也各有利弊，这也是 JVM 倒退历程中能够认真学习的技术点，笔者在后续文章中再来探讨。
0x03 小结
咱们从一道面试题开始，通过 8 个问题看到了类加载机制的全貌。
加载什么 -> 加载失去了什么 -> 从哪里加载 -> 加载到哪里去 -> 何时加载 -> 加载流程有几步 -> 加载流程如何实现 -> 类加载器的束缚本文篇幅无限，还留下了一些坑，将来笔者还会持续填坑
字节码形容的信息
JVM 能意识的数据结构
办法区的构造
加载流程每一步存在一些 JVM 实现的细节
毁坏双亲委派模型最初，笔者还想谈谈 ” 了解优于记忆 ” 的个人观点：深刻了解 JVM 的原理对于实战的意义就是 ” 先验常识 ”，是 ” 性能调优、内存泄露、OSGI” 等疑难杂症、高级框架的 ” 根底 ”，如果能看到这类面试题背地的 Why、What、How，您就取得了探寻计算机秘境的不二法门。