触发类的装载

首先来介绍一下类加载的时机，下面5种情况会导致类初始化，所以必然在此之前对类进行加载，如下：（参考：深入理解Java虚拟机）

• 当虚拟机启动时加载主类，之前对于主类的加载时详细介绍过；
• 使用java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用；
• new一个类的对象，调用类的静态成员（除了由final修饰的常量外）和静态方法，无论是在解析执行还是编译执行情况下，都会在处理new、getstatic、putstatic 或invokestatic字节码指令时需要对类进行初始化；
• 当初始化一个类，如果其父类没有被初始化，则先初始化它父类，后续在介绍初始化方法InstanceKlass::initialize_impl()时会看到这个逻辑；
• 当使用JDK 1. 7 的动态语言支持时，如果一个java. lang. invoke. MethodHandle 实例最后的解析结果REF_ getStatic、REF_ putStatic、REF_ invokeStatic 的方法句柄，并且这个方法句柄所对应的类没有进行过初始化，则需要先触发其初始化。

关于主类的加载在之前已经介绍过，通过调用ClassLoader类的loadClass()方法来完成，还可以通过调用java.lang.Class.forName()方法通过反射的方法完成类加载，但是loadClass()只是将Class文件加载到HotSpot中，而forName()方法会完成方法的加载、链接和初始化。

forName()方法的实现如下：

@CallerSensitive
public static Class<?> forName(String className)
                throws ClassNotFoundException {
        Class<?> caller = Reflection.getCallerClass();
        // 第2个参数的值为true，表示要对类进行初始化 
        return forName0(className, true, ClassLoader.getClassLoader(caller), caller);
}

调用的forName0()是一个本地静态方法，如下：

private static native Class<?> forName0(String name, boolean initialize,
                                            ClassLoader loader,
                                            Class<?> caller)
        throws ClassNotFoundException;

HotSpot提供了这个方法的本地接口实现，如下：

源代码位置：openjdk/jdk/src/share/native/java/lang/Class.c

JNIEXPORT jclass JNICALL
Java_java_lang_Class_forName0(JNIEnv *env, jclass this, jstring classname,
                              jboolean initialize, jobject loader)
{
    char *clname;
    jclass cls = 0;
 
    cls = JVM_FindClassFromClassLoader(env, clname, initialize,
                                       loader, JNI_FALSE);
 
    return cls;
}

调用JVM_FindClassFromClassLoader()函数，实现如下：

JVM_ENTRY(jclass, JVM_FindClassFromClassLoader(JNIEnv* env, const char* name,
                                               jboolean init, jobject loader,
                                               jboolean throwError))
  // ...
  TempNewSymbol h_name = SymbolTable::new_symbol(name, CHECK_NULL);
  Handle h_loader(THREAD, JNIHandles::resolve(loader));
  jclass result = find_class_from_class_loader(env, h_name, init, h_loader,
                                               Handle(), throwError, THREAD);
  return result;
JVM_END

调用的find_class_from_class_loader()函数的实现如下：

jclass find_class_from_class_loader(JNIEnv* env, Symbol* name, jboolean init, Handle loader, Handle protection_domain, jboolean throwError, TRAPS) {
  // Security Note:
  //   The Java level wrapper will perform the necessary security check allowing
  //   us to pass the NULL as the initiating class loader.
  Klass* klass = SystemDictionary::resolve_or_fail(name, loader, protection_domain, throwError != 0, CHECK_NULL);

  KlassHandle klass_handle(THREAD, klass);
  // Check if we should initialize the class
  if (init && klass_handle->oop_is_instance()) { // init的值为true
    klass_handle->initialize(CHECK_NULL); // 对类进行初始化操作
  }
  return (jclass) JNIHandles::make_local(env, klass_handle->java_mirror());
}

调用SystemDictionary::resolve_or_fail()在之前介绍过，方法会遵循双亲委派机制来加载类，通常是创建或从Dictionary中查询已经加载的instanceKlass实例，不涉及到对类的连接、初始化等。通过forName()调用此方法时，会执行类的初始化操作，我们在后面专门会介绍类的初始化，这里暂不介绍。 

相关文章的链接如下：

1、在Ubuntu 16.04上编译OpenJDK8的源代码 

2、调试HotSpot源代码

3、HotSpot项目结构　

4、HotSpot的启动过程 

5、HotSpot二分模型（1）

6、HotSpot的类模型（2）  

7、HotSpot的类模型（3） 

8、HotSpot的类模型（4）

9、HotSpot的对象模型（5）  

10、HotSpot的对象模型（6） 

11、操作句柄Handle（7）

12、句柄Handle的释放（8）

13、类加载器 

14、类的双亲委派机制 

15、核心类的预装载

16、Java主类的装载  

作者持续维护的个人博客classloading.com。

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