ClassLoader
Java程序并非一个原生的可运行文件，而是由很多独立的类文件组成，每个文件相应一个Java类。此外，这些类文件并非马上所有装入内存的，而是依据程序须要装入内存。
ClassLoader专门负责类文件装入到内存。
数组类的 Class 对象不是由类载入器创建的。而是由 Java 执行时依据须要自己主动创建。
数组类的类载入器由 Class.getClassLoader() 返回。该载入器与其元素类型的类载入器是同样的；假设该元素类型是基本类型。则该数组类没有类载入器。
从上图我们就能够看出类载入器之间的父子关系(注意不是类的集继承关系)。
Bootstrap ClassLoader：BootStrap 是最顶层的类载入器。它是由C++编写而且已经内嵌到JVM中了，主要用来读取Java的核心类库JRE/lib/rt.jar。
Extension ClassLoader：负责载入java平台中扩展功能的一些jar包，包含$JAVA_HOME中jre/lib/*.jar或-Djava.ext.dirs指定文件夹下的jar包
App ClassLoader（System ClassLoader）：负责记载classpath中指定的jar包及文件夹中class
Custom ClassLoader：属于应用程序依据自身须要自己定义的ClassLoader。如tomcat、jboss都会依据j2ee规范自行实现ClassLoader
JVM有四种类型的类载入器，即java是怎样区分一个类该由哪个类载入器来完毕呢？
在这里java採用了托付模型机制。这个机制简单来讲。就是“类装载器有加载类的需求时，会先请示其Parent使用其搜索路径帮忙加载，假设Parent 找不到，那么才由自己按照自己的搜索路径搜索类”。
详细流程例如以下：
1、"A类载入器"载入类时，先推断该类是否已经载入过了；
2、假设还未被载入。则首先托付其"A类载入器"的"父类载入器"去载入该类，这是一个向上不断搜索的过程。当A类全部的"父类载入器"(包含bootstrap classloader)都没有载入该类，则回到发起者"A类载入器"去载入。
3、假设还载入不了。则抛出ClassNotFoundException。
ClassLoader抽象类的几个关键方法例如以下：
loadClass()
此方法负责载入指定名字的类。ClassLoader的实现方法为先从已经载入的类中寻找。如没有则继续从parent ClassLoader中寻找，如仍然没找到，则从System ClassLoader中寻找，最后再调用findClass方法来寻找，如要改变类的载入顺序，则可覆盖此方法
findLoadedClass()
此方法负责从当前ClassLoader实例对象的缓存中寻找已载入的类，调用的为native的方法。
findClass()
此方法直接抛出ClassNotFoundException。因此须要通过覆盖loadClass或此方法来以自己定义的方式载入对应的类。
findSystemClass()
此方法负责从SystemClassLoader中寻找类，如未找到，则继续从Bootstrap ClassLoader中寻找。如仍然为找到，则返回null。
defineClass()
此方法负责将二进制的字节码转换为Class对象
resolveClass()
此方法负责完毕Class对象的链接。如已链接过，则会直接返回。
Class.forName()与ClassLoader.loadClass()
这双方法都能够通过一个给定的类名去定位和载入这个类名相应的 java.long.Class 类对象。差别例如以下：
1. 初始化
Class.forName()会对类初始化。而loadClass()仅仅会装载或链接。
ClassLoader.loadClass()载入的类对象是在第一次被调用时才进行初始化的。
能够利用上述的差异。
比方，要载入一个静态初始化开销非常大的类，就能够选择提前载入该类(以确保它在classpath下)，但不进行初始化。直到第一次使用该类的域或方法时才进行初始化
2. 类载入器可能不同
Class.forName(String)方法(仅仅有一个參数)，使用调用者的类载入器来载入, 也就是用载入了调用forName方法的代码的那个类载入器。当然，它也有个重载的方法。能够指定载入器。对应的，ClassLoader.loadClass()方法是一个实例方法(非静态方法)调用时须要自己指定类载入器,那么这个类载入器就可能是也可能不是载入调用代码的类载入器（调用代码类载入器通getClassLoader0()获得）
类的载入过程
类的载入要经过三步：装载（Load），链接（Link），初始化（Initializ）。当中链接又可分为校验（Verify），准备（Prepare），解析（Resolve）三步。
载入
ClassLoader就是用来装载的。通过指定的className，找到二进制码，生成Class实例，放到JVM中。
在载入阶段，虚拟机须要完毕下面三件事（虚拟机规范对这三件事的要求并不详细。因此虚拟机实现与详细应用的灵活度相当大）：
1，通过一个类的全限定名获取定义这个类的二进制流
能够从jar包、ear包、war包中获取，能够从网络中获取（Applet），能够执行时生成（动态代理），能够通过其他文件生成（Jsp）等。
2，将这个字节流代表的静态存储结构转化为方法区的执行时数据结构。
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訪问入口。
链接
链接就是把load进来的class合并到JVM的执行时状态中。能够把它分成三个主要阶段：
校验：对二进制字节码的格式进行校验，以确保格式正确、行为正确。这一阶段主要是为了确保Class文件的字节流中包括的信息复合当前虚拟机的要求，而且不会危害虚拟机自身的安全。主要验证过程包括：
1.文件格式验证：验证字节流文件是否符合Class文件格式的规范。而且能被当前虚拟机正确的处理。
2.元数据验证：是对字节码描写叙述的信息进行语义分析。以保证其描写叙述的信息符合Java语言的规范。
3.字节码验证：主要是进行数据流和控制流的分析，保证被校验类的方法在执行时不会危害虚拟机。
4.符号引用验证：符号引用验证发生在虚拟机将符号引用转化为直接引用的时候，这个转化动作将在解析阶段中发生。
准备：准备类中定义的字段、方法和实现接口所必需的数据结构。比方会为类中的静态变量赋默认值(int等:0, reference:null, char:'u0000')。
准备阶段正式为类变量分配内存并设置初始值。这里的初始值并非初始化的值，而是数据类型的默认零值。这里提到的类变量是被static修饰的变量，而不是实例变量。
关于准备阶段为类变量设置零值的唯一例外就是当这个类变量同一时候也被final修饰，那么在编译时，就会直接为这个常量赋上目标值。
如：
pirvate static int size = 12;
那么在这个阶段，size的值为0，而不是12。 final修饰的类变量将会赋值成真实的值。
解析：装入类所引用的其它全部类，虚拟机将常量池中的符号引用替换为直接引用。能够用很多方式引用类：超类、接口、字段、方法签名、方法中使用的本地变量。
初始化
在准备阶段。变量已经赋过一次系统要求的初始值，在初始化阶段。则是依据程序猿通过程序的主观计划区初始化类变量和其它资源。
类初始化前。它的直接父类一定要先初始化（递归），但它实现的接口不须要先被初始化。类似的，接口在初始化前。父接口不须要先初始化。
有且仅仅有4种情况必须马上对类进行初始化：
1，遇到new（使用newkeyword实例化对象）、getstatic（获取一个类的静态字段，final修饰符修饰的静态字段除外）、putstatic（设置一个类的静态字段，final修饰符修饰的静态字段除外）和invokestatic（调用一个类的静态方法）这4条字节码指令时，假设类还没有初始化，则必须首先对其初始化
2，使用java.lang.reflect包中的方法对类进行反射调用时。假设类还没有初始化。则必须首先对其初始化
3。当初始化一个类时，假设其父类还没有初始化，则必须首先初始化其父类
4，当虚拟机启动时。须要指定一个主类（main方法所在的类）。虚拟机会首选初始化这个主类
除了上面这4种方式，全部引用类的方式都不会触发初始化，称为被动引用。如：通过子类引用父类的静态字段。不会导致子类初始化；通过数组定义来引用类，不会触发此类的初始化。引用类的静态常量不会触发定义常量的类的初始化。由于常量在编译阶段已经被放到常量池中了。
