java类加载详解

1，类的加载过程；

     JVM将类加载过程分为三个步骤：装载（load），链接（link）和初始化（initialize），其中链接又分为三个步骤；

     验证（varification），准备(Preparation)，和解析(Resolution);如下图

   其实 类从被加载到虚拟机内存中开始，直到卸载出内存为止，它的整个生命周期包括了：加载、验证、准备、解析、初始化、使用和卸载这7个阶段。其中，验证、准备和解析这三个部分统称为连接（linking）。

   

 

 

  

其中，加载、验证、准备、初始化和卸载这五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的“开始”（仅仅指的是开始，而非执行或者结束，因为这些阶段通常都是互相交叉的混合进行，通常会在一个阶段执行的过程中调用或者激活另一个阶段），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。

    a:装载：装载 阶段 是类加载 的第一个阶段，在此阶段虚拟机要 完成三件事情

                 

       1、 通过一个类的全限定名来获取定义此类的二进制字节流，也就是查找并加载类的二进制数据；。

       2、 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。

       3、 在Java堆中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为方法区这些数据的访问入口。

       

      加载阶段即可以使用系统提供的类加载器在完成，也可以由用户自定义的类加载器来完成。

      加载阶段与连接阶段的部分内容(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。

     JVM在内存 中的 表现形式：

 

   b 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。

     Java语言本身是相对安全的语言，使用Java编码是无法做到如访问数组边界以外的数据、将一个对象转型为它并未实现的类型等，如果这样做了，

     编译器将拒绝编译。但是，Class文件并不一定是由Java源码编译而来，可以使用任何途径，

     包括用十六进制编辑器(如UltraEdit)直接编写。如果直接编写了有害的“代码”(字节流)，而虚拟机在加载该Class时不进行检查的话，就有可能危害到虚拟机或程序的安全。

 

     不同的虚拟机，对类验证的实现可能有所不同，但大致都会完成下面四个阶段的验证：

     

    c 准备：

       备阶段是为类的静态变量分配内存并将其初始化为默认值，这些内存都将在方法区中进行分配。

       准备阶段不分配类中的实例变量的内存，实例变量将会在对象实例化时随着对象一起分配在Java堆中。

        public static int value=123;//在准备阶段value初始值为0 。在初始化阶段才会变为123 。

    d 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。

       符号引用（Symbolic Reference）：符号引用以一组符号来描述所引用的目标，符号可以是任何形式的字面量，只要使用时能无歧义地定位到目标即可。符号引用与虚拟机实现的内存布局无关，引用的目标并不一定已经加载到内存中。

       直接引用（Direct Reference）：直接引用可以是直接指向目标的指针、相对偏移量或是一个能间接定位到目标的句柄。直接引用是与虚拟机实现的内存布局相关的，如果有了直接引用，那么引用的目标必定已经在内存中存在。

    e 初始化：

       类初始化是类加载过程的最后一步，前面的类加载过程，除了在加载阶段用户应用程序可以通过自定义类加载器参与之外，其余动作完全由虚拟机主导和控制。到了初始化阶段，才真正开始执行类中定义的Java程序代码。

       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{}块)中的语句合并产生的。

 

 

2，关于类的 初始化：什么时候才能触发初始化？

     也就是 什么情况下需要开始类加载过程的第一个阶段:"加载"。虚拟机规范中并没强行约束，这点可以交给虚拟机的的具体实现自由把握，

     但是对于初始化阶段虚拟机规范是严格规定了如下几种情况，如果类未初始化会对类进行初始化。

1. 创建类的实例
2. 访问类的静态变量(除常量【被final修辞的静态变量】原因:常量一种特殊的变量，因为编译器把他们当作值(value)而不是域(field)来对待。如果你的代码中用到了常变量(constant variable)，编译器并不会生成字节码来从对象中载入域的值，而是直接把这个值插入到字节码中。这是一种很有用的优化，但是如果你需要改变final域的值那么每一块用到那个域的代码都需要重新编译。
3. 访问类的静态方法
4. 反射如(Class.forName("my.xyz.Test"))
5. 当初始化一个类时，发现其父类还未初始化，则先出发父类的初始化
6. 虚拟机启动时，定义了main()方法的那个类先初始化

以上情况称为称对一个类进行“主动引用”，除此种情况之外，均不会触发类的初始化，称为“被动引用”

接口的加载过程与类的加载过程稍有不同。接口中不能使用static{}块。当一个接口在初始化时，并不要求其父接口全部都完成了初始化，只有真正在使用到父接口时（例如引用接口中定义的常量）才会初始化。

 

 

3，关于 类加载器

 

     JVM的类加载是通过ClassLoader及其子类来完成的，类的层次关系和加载顺序可以由下图来描述：

 

 

   

1）Bootstrap ClassLoader

负责加载$JAVA_HOME中jre/lib/rt.jar里所有的class，由C++实现，不是ClassLoader子类

2）Extension ClassLoader

负责加载java平台中扩展功能的一些jar包，包括$JAVA_HOME中jre/lib/*.jar或-Djava.ext.dirs指定目录下的jar包

3）App ClassLoader

负责记载classpath中指定的jar包及目录中class

4）Custom ClassLoader

属于应用程序根据自身需要自定义的ClassLoader，如tomcat、jboss都会根据j2ee规范自行实现ClassLoader

加载过程中会先检查类是否被已加载，检查顺序是自底向上，从Custom ClassLoader到BootStrap ClassLoader逐层检查，

只要某个classloader已加载就视为已加载此类，保证此类只所有ClassLoader加载一次。而加载的顺序是自顶向下，也就是由上层来逐层尝试加载此类。

 

 

本文出自：http://www.cnblogs.com/javaee6/p/3714716.html   http://m.blog.csdn.net/gjanyanlig/article/details/6818655