虚拟机类加载机制

Posted 2020-10-23

类加载：虚拟机把描述类的数据从class文件加载到内存，并对数据进行校验，转换解析和初始化，最终形成可以被虚拟机直接使用的java类型。这些过程都是在程序运行期间完成的。

类的生命周期：

 

加载：

通过一个类的全限定名获取定义此类的二进制字节流；将这个字节流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访问入口。

ClassLoader 类加载器：将类加载阶段中“通过一个类的全限定名获取定义此类的二进制字节流”这个动作放到java虚拟机外部去实现，以便让应用程序自己决定如何去获取所需要的类，实现这个动作的代码块成为“类加载器”。

ClassLoader类：

loadClass：加载，实现双亲委托模型，当父加载器无法完成时，调用本身的findClass()

findClass：实现类的加载规则，获得要加载的字节码，然后调用defineClass()

defineClass：将byte字节流解析成JVM能识别的class对象，可以紧接着调用resolveClass()

resolveClass：连接

从JVM角度讲，类加载器分为：

1. 启动类加载器（bootstrap classloader），是虚拟机自身一部分

2. 所有其他类加载器，独立于虚拟机外部，都继承自抽象类java.lang.ClassLoader

从java角度，类加载器主要有：

1. 启动类加载器bootstrap classloader

2. 扩展类加载器extension classloader

3. 应用程序类加载器application classloader

通常他们之间的等级结构如图，称为类加载器的双亲委派模型：

 

如果一个类加载器收到了类加载的请求，首先不会自己去尝试加载这个类，而是把这个请求委派给父类加载器去完成，只有父加载器无法完成这个请求，子加载器才会尝试自己去加载。

这种方式一个好处是java类随着它的加载器一起具备了一种带有优先级的层次关系。如java.lang.Object，无论哪一个类加载器要加载这个类，都委派给最顶端启动类加载器加载，因此Object类在程序各种类加载器环境下都是同一个类。

（自定义类加载器：由开发人员自定义一个classloader，可以实现加载自定义路径下的class文件；加载自定义格式的class文件，如对类的加密解密。在classloader类中，loadclass()实现了双亲委托加载机制，如果想继续遵守这种机制，应该重写findclass()。实际上jdk1.2之后已经不提倡直接覆盖loadClass()，而是将类加载逻辑写到findclass()中）

验证：保证字节流的格式

准备：正式为类变量分配内存并设置变量初始值

解析：将常量池内的符号引用替换为直接引用

初始化：通过程序去初始化静态变量