类加载器

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)链接又分为三个步骤，如下图所示：

• 加载
  将class文件字节码内容加载到内存中，并将这些静态数据转换成方法区中的运行时2进制数据结构。在堆中生成一个代表这个类的Java.lang.Class对象，作为方法区类数据的访问入口。
• 链接
  将Java类的二进制代码合并到JVM的运行状态之中的过程，链接有分为三个小步
  1、验证
  确保加载的类的信息符合JVM规范，有没有安全方面的问题
  2、准备
  正式为类变量（static变量）分配内存并设置类变量初始值的阶段，这些内存都将在方法去中分配
  3、解析
  虚拟机常量池内的符号引用替换为直接引用的过程
• 初始化
  初始化阶段是执行类构造器<clinit>()方法的过程，类构造器<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。
  当初始化一个类的时候，如果发现其父类还没有进行过初始化，则需要先对其父类初始化
  虚拟机会保证一个类的<clinit>()方法在多线程环境中被正确的加锁和同步
  当访问一个类的静态域时，只有真正声明这个域的类才会被初始化。

下面通过具体的例子来分析下类加载过程

public class AppMain // 运行时, jvm 把appmain的信息都放入方法区
{
    public static void main(String[] args) // main 方法本身放入方法区。
    {
        Sample test1 = new Sample(" 测试1 "); // test1是引用，所以放到栈区里，
                                            // Sample是自定义对象应该放到堆里面
        Sample test2 = new Sample(" 测试2 ");

        test1.printName();
        test2.printName();
    }
}
类sample
public class Sample // 运行时, jvm 把appmain的信息都放入方法区
{
    /** 范例名称 */
    private String name; // new Sample实例后， name 引用放入栈区里， name 对象放入堆里

    /** 构造方法 */
    public Sample(String name) {
        this.name = name;
    }

    /** 输出 */
    public void printName() // print方法本身放入 方法区里。
    {
        System.out.println(name);
    }
}

 

 

如上图所示，系统收到我们发出的指令后，启动一个Java虚拟机进程，这个进程首先从classpath中找到AppMain.class文件，读取这个文件中的二进制数据，然后把APPMain类的类信息存放到运行时数据区的方法区中，然后在栈里面执行main()方法。

2. 类的初始化

初始化：为类的静态变量赋予正确的初始值；

          那为什么我要有验证这一步骤呢？首先如果由编译器生成的class文件，它肯定是符合JVM字节码格式的，但是万一有高手自己写一个class文件，让JVM加载并运行，用于恶意用途，就不妙了，因此这个class文件要先过验证这一关，不符合的话不会让它继续执行的，也是为了安全考虑吧。

        准备阶段和初始化阶段看似有点牟盾，其实是不牟盾的，如果类中有语句：private static int a = 10，它的执行过程是这样的，首先字节码文件被加载到内存后，先进行链接的验证这一步骤，验证通过后准备阶段，给a分配内存，因为变量a是static的，所以此时a等于int类型的默认初始值0，即a=0,然后到解析（后面在说），到初始化这一步骤时，才把a的真正的值10赋给a,此时a=10。

    类什么时候才被初始化：

1）创建类的实例，也就是new一个对象

2）访问某个类或接口的静态变量，或者对该静态变量赋值

3）调用类的静态方法

4）反射（Class.forName("com.lyj.load")）

5）初始化一个类的子类（会首先初始化子类的父类）

6）JVM启动时标明的启动类，即文件名和类名相同的那个类

         只有这6中情况才会导致类的类的初始化。

     类的初始化步骤：

        1）如果这个类还没有被加载和链接，那先进行加载和链接

        2）假如这个类存在直接父类，并且这个类还没有被初始化（注意：在一个类加载器中，类只能初始化一次），那就初始化直接的父类（不适用于接口）

         3)加入类中存在初始化语句（如static变量和static块），那就依次执行这些初始化语句。

 

3.类的加载

       类的加载指的是将类的.class文件中的二进制数据读入到内存中，将其放在运行时数据区的方法区内，然后在堆区创建一个这个类的java.lang.Class对象，用来封装类在方法区类的对象。看下面2图

         类的加载的最终产品是位于堆区中的Class对象
        Class对象封装了类在方法区内的数据结构，并且向Java程序员提供了访问方法区内的数据结构的接口

加载类的方式有以下几种：

 1）从本地系统直接加载

2）通过网络下载.class文件

3）从zip，jar等归档文件中加载.class文件

4）从专有数据库中提取.class文件

5）将Java源文件动态编译为.class文件（服务器）

 

4.加载器

来自http://blog.csdn.net/cutesource/article/details/5904501

 

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。