描述一下 JVM 加载 class 文件的原理机制？

Posted 2020-12-09 programb

JVM 中类的装载是由类加载器（ClassLoader）和它的子类来实现的，Java 中的

类加载器是一个重要的 Java 运行时系统组件，它负责在运行时查找和装入类文件

中的类。

由于 Java 的跨平台性，经过编译的 Java 源程序并不是一个可执行程序，而是一

个或多个类文件。当 Java 程序需要使用某个类时，JVM 会确保这个类已经被加载、

连接（验证、准备和解析）和初始化。类的加载是指把类的.class 文件中的数据读

入到内存中，通常是创建一个字节数组读入.class 文件，然后产生与所加载类对应

的 Class 对象。加载完成后，Class 对象还不完整，所以此时的类还不可用。当类

被加载后就进入连接阶段，这一阶段包括验证、准备（为静态变量分配内存并设

置默认的初始值）和解析（将符号引用替换为直接引用）三个步骤。最后 JVM 对

类进行初始化，包括：1)如果类存在直接的父类并且这个类还没有被初始化，那么

就先初始化父类；2)如果类中存在初始化语句，就依次执行这些初始化语句。

类的加载是由类加载器完成的，类加载器包括：根加载器（BootStrap）、扩展加

载器（Extension）、系统加载器（System）和用户自定义类加载器

（java.lang.ClassLoader 的子类）。从 Java 2（JDK 1.2）开始，类加载过程采

取了父亲委托机制（PDM）。PDM 更好的保证了 Java 平台的安全性，在该机制

中，JVM 自带的 Bootstrap 是根加载器，其他的加载器都有且仅有一个父类加载

器。类的加载首先请求父类加载器加载，父类加载器无能为力时才由其子类加载

器自行加载。JVM 不会向 Java 程序提供对 Bootstrap 的引用。下面是关于几个类

加载器的说明：

Bootstrap：一般用本地代码实现，负责加载 JVM 基础核心类库（rt.jar）；

Extension：从 java.ext.dirs 系统属性所指定的目录中加载类库，它的父

加载器是 Bootstrap；

System：又叫应用类加载器，其父类是 Extension。它是应用最广泛的

类加载器。它从环境变量 classpath 或者系统属性 java.class.path 所指定的目

录中记载类，是用户自定义加载器的默认父加载器。