深入拆解Java虚拟机(二)Java虚拟机是如何加载Java类的?

　　Java 语言的类型可以分为两大类：基本类型（primitive types）和引用类型（reference types），Java 的基本类型，它们是由 Java 虚拟机预先定义好的。

　　至于另一大类引用类型，Java 将其细分为四种：类、接口、数组类和泛型参数。由于泛型参数会在编译过程中被擦除，因此 Java 虚拟机实际上只有前三种。在类、接口和数组类，数组类是由 Java 虚拟机直接生成的，其他两种则有对应的字节流。字节流，最常见的形式要属由 Java 编译器生成的 class 文件。除此之外，我们也可以在程序内部直接生成，或者从网络中获取（例如网页中内嵌的小程序 Java applet）字节流。这些不同形式的字节流，都会被加载到 Java 虚拟机中，成为类或接口。

　　加载：

　　加载，是指查找字节流，并且据此创建类的过程。前面提到，对于数组类来说，它并没有对应的字节流，而是由 Java 虚拟机直接生成的。对于其他的类来说，Java 虚拟机则需要借助类加载器来完成查找字节流的过程。除了启动类加载器之外(启动类加载器是由 C++ 实现的，没有对应的 Java 对象，因此在 Java 中只能用 null 来指代)，其他的类加载器都是 java.lang.ClassLoader 的子类，因此有对应的 Java 对象。这些类加载器需要先由另一个类加载器，比如说启动类加载器，加载至 Java 虚拟机中，方能执行类加载。双亲委派模型。每当一个类加载器接收到加载请求时，它会先将请求转发给父类加载器。在父类加载器没有找到所请求的类的情况下，该类加载器才会尝试去加载。

　　在 Java 9 之前，启动类加载器负责加载最为基础、最为重要的类，比如存放在 JRE 的 lib 目录下 jar 包中的类（以及由虚拟机参数 -Xbootclasspath 指定的类）。除了启动类加载器之外，另外两个重要的类加载器是扩展类加载器（extension class loader）和应用类加载器（application class loader），均由 Java 核心类库提供。

 

 

 　　Java 9 引入了模块系统，并且略微更改了上述的类加载器，扩展类加载器被改名为平台类加载器（platform class loader）。Java SE 中除了少数几个关键模块，比如说 java.base 是由启动类加载器加载之外，其他的模块均由平台类加载器所加载。除了由 Java 核心类库提供的类加载器外，我们还可以加入自定义的类加载器，来实现特殊的加载方式。举例来说，我们可以对 class 文件进行加密，加载时再利用自定义的类加载器对其解密。除了加载功能之外，类加载器还提供了命名空间的作用。

　　在 Java 虚拟机中，类的唯一性是由类加载器实例以及类的全名一同确定的。即便是同一串字节流，经由不同的类加载器加载，也会得到两个不同的类。在大型应用中，我们往往借助这一特性，来运行同一个类的不同版本。

　　链接:

　　链接，是指将创建成的类合并至 Java 虚拟机中，使之能够执行的过程。它可分为验证、准备以及解析三个阶段。

　　验证阶段的目的，在于确保被加载类能够满足 Java 虚拟机的约束条件。这就好比 Tony 需要将设计好的房型提交给市政部门审核。只有当审核通过，才能继续下面的建造工作。

　　准备阶段的目的，则是为被加载类的静态字段分配内存。Java 代码中对静态字段的具体初始化，则会在稍后的初始化阶段中进行。过了这个阶段，咱们算是盖好了毛坯房。虽然结构已经完整，但是在没有装修之前是不能住人的。

　　引用：得到具体的地址，编译器会生成一个包含目标方法所在类的名字、目标方法的名字、接收参数类型以及返回值类型的符号引用

　　初始化：

　　如果直接赋值的静态字段被 final 所修饰，并且它的类型是基本类型或字符串时，那么该字段便会被 Java 编译器标记成常量值（ConstantValue），其初始化直接由Java 虚拟机完成。除此之外的直接赋值操作，以及所有静态代码块中的代码，则会被 Java 编译器置于同一方法中，并把它命名为 < clinit >。

　　Java 虚拟机会通过加锁来确保类的 < clinit > 方法仅被执行一次。

　　JVM 规范枚举了下述多种触发情况：当虚拟机启动时，初始化用户指定的主类；当遇到用以新建目标类实例的 new 指令时，初始化 new 指令的目标类；当遇到调用静态方法的指令时，初始化该静态方法所在的类；当遇到访问静态字段的指令时，初始化该静态字段所在的类；子类的初始化会触发父类的初始化；如果一个接口定义了 default 方法，那么直接实现或者间接实现该接口的类的初始化，会触发该接口的初始化；使用反射 API 对某个类进行反射调用时，初始化这个类；当初次调用 MethodHandle 实例时，初始化该 MethodHandle 指向的方法所在的类。