类加载机制

前言本文带着大家初探JVM的类加载机制，以及双亲委派机制 一、类加载器加载的过程 类加载过程会通过： 类加载器加载的过程 包含 加载 、验证、筹备、解析、初始化、应用、卸载 各阶段解析：加载：在硬盘查找并通过IO读取字节码文件，在加载节点生成这个类的java.class.Class对象验证：校验字节码文件的准确性解析：讲符号援用替换为间接援用初始化：对类的动态变量初始化为指定的值，执行动态代码块# 二、类加载器的分类 启动类(Bootstrap)加载器：加载JVM须要的类，会加$JAVA_HOME/jre/lib下的文件 底层是C语言实现扩大类(Extension)加载器：由sun.misc.LauncherExtClassLoader实现，他会加载JAVA_HOME/jre/lib/ext目录中的文件（或由System.getProperty(“java.ext.dirs”)所指定的文件)。底层是Java实现利用类(AppClassLoader)加载器：由sun.misc.Launcher$AppClassLoader实现。会加载classpath下的class及jar包。底层是java实现自定义加载器三、双亲委派机制当咱们类加载器收到一个申请的时候，首先会顺次向上查找最顶层没有父类的类类加载器 （启动类加载器），顺次向下读取class文件，如果该类加载器曾经读取到class文件的时候，子节点不会再持续读取 四、双亲委派源码解析首先，检查一下指定名称的类是否曾经加载过，如果加载过了，就不须要再加载，间接返回如果此类没有加载过，那么，再判断一下是否有父加载器；如果有父加载器，则由父加载器加载（即调用parent.loadClass(name, false);）.或者是调用bootstrap类加载器来加载如果父加载器及bootstrap类加载器都没有找到指定的类，那么调用以后类加载器的findClass办法来实现类加载//ClassLoader的loadClass办法，外面实现了双亲委派机制protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException{ synchronized (getClassLoadingLock(name)) { // 查看以后类加载器是否曾经加载了该类 Class<?> c = findLoadedClass(name); if (c == null) { long t0 = System.nanoTime(); try { if (parent != null) { //如果以后加载器父加载器不为空则委托父加载器加载该类 c = parent.loadClass(name, false); } else { //如果以后加载器父加载器为空则委托疏导类加载器加载该类 c = findBootstrapClassOrNull(name); } } catch (ClassNotFoundException e) { // ClassNotFoundException thrown if class not found // from the non-null parent class loader } if (c == null) { // If still not found, then invoke findClass in order // to find the class. long t1 = System.nanoTime(); //都会调用URLClassLoader的findClass办法在加载器的类门路里查找并加载该类 c = findClass(name); // this is the defining class loader; record the stats sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0); sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1); sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment(); } } if (resolve) { //不会执行 resolveClass(c); } return c; }}五、双亲委派机制益处为了进攻开发者为定义的类与jdk定义源码类产生抵触问题，保障该类在内存中的唯一性 ...

看过这篇文章，大厂面试你「双亲委派模型」，硬气的说一句，你怕啥？ 读该文章姿势打开手头的 IDE，按照文章内容及思路进行代码跟踪与思考手头没有 IDE，先收藏，回头看 (万一哪次面试问了呢)需要查看和拷贝代码，点击文章末尾出「阅读原文」文章内容相对较长，所以添加了目录，如果你希望对 Java 的类加载过程有个更深入的了解，同时增加自己的面试技能点，请耐心读完...... 双亲委派模型在介绍这个Java技术点之前，先试着思考以下几个问题： 为什么我们不能定义同名的 String 的 java 文件？多线程的情况下，类的加载为什么不会出现重复加载的情况？热部署的原理是什么？下面代码，虚拟机是怎样初始化注册 Mysql 连接驱动(Driver)的？想理解以上几个问题的前提是了解类加载时机与过程, 这篇文章将会以非常详细的解读方式来回答以上几个问题 类加载时机与过程类从被加载到虚拟机内存中开始，到卸载出内存为止，它的整个生命周期包括：加载（Loading）、验证（Verification）、准备(Preparation)、解析(Resolution)、初始化(Initialization)、使用(Using)和卸载(Unloading)7个阶段。其中准备、验证、解析3个部分统称为连接（Linking）。如图所示 加载、验证、准备、初始化和卸载这5个阶段的顺序是确定的，类的加载过程必须按照这种顺序按部就班地开始，而解析阶段则不一定：它在某些情况下可以在初始化阶段之后再开始，这是为了支持Java语言的运行时绑定（也称为动态绑定或晚期绑定） 加载在加载阶段（可以参考java.lang.ClassLoader的loadClass()方法），虚拟机需要完成以下3件事情： 通过一个类的全限定名来获取定义此类的二进制字节流（并没有指明要从一个Class文件中获取，可以从其他渠道，譬如：网络、动态生成、数据库等）；将这个字节流所代表的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构；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；加载阶段和连接阶段（Linking）的部分内容（如一部分字节码文件格式验证动作）是交叉进行的，加载阶段尚未完成，连接阶段可能已经开始，但这些夹在加载阶段之中进行的动作，仍然属于连接阶段的内容，这两个阶段的开始时间仍然保持着固定的先后顺序。 验证验证是连接阶段的第一步，这一阶段的目的是为了确保Class文件的字节流中包含的信息符合当前虚拟机的要求，并且不会危害虚拟机自身的安全。验证阶段大致会完成4个阶段的检验动作： 文件格式验证：验证字节流是否符合Class文件格式的规范；例如：是否以魔术0xCAFEBABE开头（当class文件以二进制形式打开，会看到这个文件头，cafebabe）、主次版本号是否在当前虚拟机的处理范围之内、常量池中的常量是否有不被支持的类型。元数据验证：对字节码描述的信息进行语义分析（注意：对比javac编译阶段的语义分析），以保证其描述的信息符合Java语言规范的要求；例如：这个类是否有父类，除了java.lang.Object之外。字节码验证：通过数据流和控制流分析，确定程序语义是合法的、符合逻辑的。符号引用验证：确保解析动作能正确执行。验证阶段是非常重要的，但不是必须的，它对程序运行期没有影响，如果所引用的类经过反复验证，那么可以考虑采用-Xverifynone参数来关闭大部分的类验证措施，以缩短虚拟机类加载的时间。 准备准备阶段是正式为类变量分配内存并设置类变量初始值的阶段，这些变量所使用的内存都将在方法区中进行分配。这时候进行内存分配的仅包括类变量（被static修饰的变量），而不包括实例变量，实例变量将会在对象实例化时随着对象一起分配在堆中。其次，这里所说的初始值通常情况下是数据类型的零值，假设一个类变量的定义为： 有通常情况就有特殊情况，这里的特殊是指： 解析解析阶段是虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程。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、方法句柄和调用点限定符7类符号引用进行。 初始化在介绍初始化时，要先介绍两个方法：<clinit> 和 <init> : 在编译生成class文件时，会自动产生两个方法，一个是类的初始化方法<clinit>, 另一个是实例的初始化方法<init>clinit>：在jvm第一次加载class文件时调用，包括静态变量初始化语句和静态块的执行<init>: 在实例创建出来的时候调用，包括调用new操作符；调用 Class 或 Java.lang.reflect.Constructor 对象的newInstance()方法；调用任何现有对象的clone()方法；通过 java.io.ObjectInputStream 类的getObject() 方法反序列化。类初始化阶段是类加载过程的最后一步，到了初始化阶段，才真正开始执行类中定义的java程序代码。在准备极端，变量已经付过一次系统要求的初始值，而在初始化阶段，则根据程序猿通过程序制定的主管计划去初始化类变量和其他资源，或者说：初始化阶段是执行类构造器<clinit>()方法的过程. <clinit>()方法是由编译器自动收集类中的所有类变量的赋值动作和静态语句块 static{} 中的语句合并产生的，编译器收集的顺序是由语句在源文件中出现的顺序所决定的，静态语句块只能访问到定义在静态语句块之前的变量，定义在它之后的变量，在前面的静态语句块可以赋值，但是不能访问。如下： 那么去掉报错的那句，改成下面： 输出结果：1为什么输出结果是 1，在准备阶段我们知道 i=0，然后类初始化阶段按照顺序执行，首先执行 static 块中的 i=0,接着执行 static赋值操作i=1, 最后在 main 方法中获取 i 的值为1 <clinit>()方法与实例构造器<init>()方法不同，它不需要显示地调用父类构造器，虚拟机会保证在子类<init>()方法执行之前，父类的<clinit>()方法方法已经执行完毕由于父类的<clinit>()方法先执行，也就意味着父类中定义的静态语句块要优先于子类的变量赋值操作。<clinit>()方法对于类或者接口来说并不是必需的，如果一个类中没有静态语句块，也没有对变量的赋值操作，那么编译器可以不为这个类生产<clinit>()方法。接口中不能使用静态语句块，但仍然有变量初始化的赋值操作，因此接口与类一样都会生成<clinit>()方法。但接口与类不同的是，执行接口的<clinit>()方法不需要先执行父接口的<clinit>()方法。只有当父接口中定义的变量使用时，父接口才会初始化。另外，接口的实现类在初始化时也一样不会执行接口的<clinit>()方法。虚拟机会保证一个类的<clinit>()方法在多线程环境中被正确的加锁、同步，如果多个线程同时去初始化一个类，那么只会有一个线程去执行这个类的<clinit>()方法，其他线程都需要阻塞等待，直到活动线程执行<clinit>()方法完毕。如果在一个类的<clinit>()方法中有耗时很长的操作，就可能造成多个线程阻塞，在实际应用中这种阻塞往往是隐藏的。让我们来验证上面的加载规则 验证 1: 虚拟机会保证在子类<init>()方法执行之前，父类的<clinit>()方法方法已经执行完毕 输出结果SSClassSuperClass init!123验证 2: 通过数组定义来引用类，不会触发此类的初始化(我的理解是数组的父类是Object) ...