【JVM】Java 的类加载机制
类加载过程
Java 的类加载过程可以分为 5 个阶段：载入、验证、准备、解析和初始化。
这 5 个阶段一般是顺序发生的，但在动态绑定的情况下，解析阶段发生在初始化阶段之后。
Loading
JVM 在该阶段的主要目的是：将字节码从不同的数据源（可能是 class 文件、也可能是 jar 包，甚至网络）转化为二进制字节流加载到内存中，并生成一个代表该类的 java.lang.Class 对象。
Verification
JVM 会在该阶段对二进制字节流进行校验，只有符合 JVM 字节码规范的才能被 JVM 正确执行。该阶段是保证 JVM 安全的重要屏障，下面是一些主要的检查：
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确保二进制字节流格式符合预期
比如，字节码是否以
cafe babe开头。 -
是否所有方法都遵守访问控制关键字的限定。
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方法调用的参数个数和类型是否正确。
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确保变量在使用之前被正确初始化了。
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检查变量是否被赋予恰当类型的值。
Preparation
JVM 会在该阶段对类变量分配内存并初始化，对应数据类型的默认初始值，如 0、0L、null、false 等。
也就是说，假如有这样一段代码：
public String a = "jack";
public static String b = "john";
public static final String c = "lee";
其中，a 不会被分配内存，而 b 会分配内存，但 b 的初始值不是“jack”，而是 null。
需要注意的是，static final 修饰的变量被称作为常量，和类变量不同。常量一旦赋值就不会改变了，所以，c 在准备阶段的值为“lee”，而不是 null。
Resolution
该阶段将常量池中的符号引用转化为直接引用。
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符号引用：以一组符号（任何形式的字面量，只要在使用时能够无歧义的定位到目标即可）来描述所引用的目标。
在编译时，Java 类并不知道所引用的类的实际地址，因此，只能使用符号引用来代替。比如 com.Wanger 类引用了 com.Chenmo 类，编译时 Wanger 类并不知道 Chenmo 类的实际内存地址，因此只能使用符号 com.Chenmo。
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直接引用：通过对符号引用进行解析，找到引用的实际内存地址。
Initialization
该阶段是类加载过程的最后一步。在准备阶段，类变量已经被赋过默认初始值，而在初始化阶段，类变量将被赋值为代码期望赋的值。
换句话说，初始化阶段是执行类构造器方法的过程。例如：
String user = new String("Jack");
上面这段代码使用了 new 关键字来实例化一个字符串对象，那么，这时候，就会调用 String 类的构造方法对 user 进行实例化。
类加载器
对于任意一个类，都需要由它的类加载器和这个类本身一同确定其在 JVM 中的唯一性。
也就是说，如果两个类的加载器不同，即使两个类来源于同一个字节码文件，那这两个类就必定不相等，比如两个类的 Class 对象不 equals。
Java 类加载器可以分为三种。
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启动类加载器（Bootstrap Class-Loader）：加载 jre/lib 包下面的 jar 文件，比如说常见的 rt.jar。
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扩展类加载器（Extension or Ext Class-Loader）：加载 jre/lib/ext 包下面的 jar 文件。
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应用类加载器（Application or App Clas-Loader）：根据程序的类路径（classpath）来加载 Java 类。
每个 Java 类都维护着一个指向定义它的类加载器的引用，通过 类名.class.getClassLoader() 可以获取到此引用；通过 loader.getParent() 可以获取类加载器的上层类加载器。
【示例】
public class Test {
public static void main(String[] args) {
ClassLoader loader = Test.class.getClassLoader();
while (loader != null) {
System.out.println(loader);
loader = loader.getParent();
}
}
}
示例输出：
sun.misc.Launcher$AppClassLoader@b4aac2
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@16d3586
双亲委派模型
如果前面提到的三种类加载器都不能满足要求的话，程序员还可以自定义类加载器（继承 java.lang.ClassLoader 类），它们之间的层级关系如下图所示。
这种层次关系被称作为双亲委派模型：如果一个类加载器收到了加载类的请求，它会先把请求委托给上层加载器去完成，上层加载器又会委托上上层加载器，一直到最顶层的类加载器；如果上层加载器无法完成类的加载工作时，当前类加载器才会尝试自己去加载这个类。
使用双亲委派模型有一个很明显的好处，那就是 Java 类随着它的类加载器一起具备了一种带有优先级的层次关系，这对于保证 Java 程序的稳定运作很重要。
参考：
