JVM加载class文件的原理机制
Java中的所有类，都需要由类加载器装载到JVM中才能运行。类加载器本身也是一个类，而它的工作就是把class文件从硬盘读取到内存中。在写程序的时候，我们几乎不需要关心类的加载，因为这些都是隐式装载的，除非我们有特殊的用法，像是反射，就需要显式的加载所需要的类。
类装载方式，有两种
1.隐式装载， 程序在运行过程中当碰到通过new 等方式生成对象时，隐式调用类装载器加载对应的类到jvm中，
2.显式装载， 通过class.forname()等方法，显式加载需要的类
隐式加载与显式加载的区别：两者本质是一样?
Java类的加载是动态的，它并不会一次性将所有类全部加载后再运行，而是保证程序运行的基础类(像是基类)完全加载到jvm中，至于其他类，则在需要的时候才加载。这当然就是为了节省内存开销。
Java的类加载器有三个，对应Java的三种类:（java中的类大致分为三种： 1.系统类 2.扩展类 3.由程序员自定义的类 ）
Bootstrap Loader // 负责加载系统类 (指的是内置类，像是String，对应于C#中的System类和C/C++标准库中的类)
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- - ExtClassLoader // 负责加载扩展类(就是继承类和实现类)
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- - AppClassLoader // 负责加载应用类(程序员自定义的类)
三个加载器各自完成自己的工作，但它们是如何协调工作呢？哪一个类该由哪个类加载器完成呢？为了解决这个问题，Java采用了委托模型机制。
委托模型机制的工作原理很简单：当类加载器需要加载类的时候，先请示其Parent(即上一层加载器)在其搜索路径载入，如果找不到，才在自己的搜索路径搜索该类。这样的顺序其实就是加载器层次上自顶而下的搜索，因为加载器必须保证基础类的加载。之所以是这种机制，还有一个安全上的考虑：如果某人将一个恶意的基础类加载到jvm，委托模型机制会搜索其父类加载器，显然是不可能找到的，自然就不会将该类加载进来。
我们可以通过这样的代码来获取类加载器:
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ClassLoader loader = ClassName.class.getClassLoader();ClassLoader ParentLoader = loader.getParent(); |
注意一个很重要的问题，就是Java在逻辑上并不存在BootstrapKLoader的实体！因为它是用C++编写的，所以打印其内容将会得到null。
前面是对类加载器的简单介绍，它的原理机制非常简单，就是下面几个步骤:
1.装载:查找和导入class文件;
2.连接:
(1)检查:检查载入的class文件数据的正确性;
(2)准备:为类的静态变量分配存储空间;
(3)解析:将符号引用转换成直接引用(这一步是可选的)
3.初始化:初始化静态变量，静态代码块。
这样的过程在程序调用类的静态成员的时候开始执行，所以静态方法main()才会成为一般程序的入口方法。类的构造器也会引发该动作。
加载机制：
JVM中类的加载是由类加载器（ClassLoader）和它的子类来实现的，Java中的类加载器是一个重要的Java运行时系统组件，它负责在运行时查找和装入类文件中的类。
由于Java的跨平台性，经过编译的Java源程序并不是一个可执行程序，而是一个或多个类文件。当Java程序需要使用某个类时，JVM会确保这个类已经被加载、连接（验证、准备和解析）和初始化。
类的加载是指把类的.class文件中的数据读入到内存中，通常是创建一个字节数组读入.class文件，然后产生与所加载类对应的Class对象。加载完成后，Class对象还不完整，所以此时的类还不可用。
当类被加载后就进入连接阶段，这一阶段包括
验证：为了确保Class文件的字节流中包含的信息符合当前虚拟机的要求，并且不会危害虚拟机自身的安全。
准备：为静态变量分配内存并设置默认的初始值。
解析：将符号引用替换为直接引用。
最后JVM对类进行初始化，包括：1)如果类存在直接的父类并且这个类还没有被初始化，那么就先初始化父类；2)如果类中存在初始化语句，就依次执行这些初始化语句。
类的加载是由类加载器完成的，类加载器包括：启动类加载器（BootStrap）、扩展类加载器（Extension）、应用程序类加载器（Application）。
从Java 2（JDK 1.2）开始，类加载过程采取了双亲委派模型（PDM）。PDM更好的保证了Java平台的安全性，在该机制中，JVM自带的Bootstrap是启动类加载器，其他的加载器都有且仅有一个父类加载器。类的加载首先请求父类加载器加载，父类加载器无能为力时才由其子类加载器自行加载。JVM不会向Java程序提供对Bootstrap的引用。
双亲委派模型：要求除了顶层的启动类加载器外，其余加载器都应当有自己的父类加载器。类加载器之间的父子关系，一般不会以继承的关系来实现，而是通过组合关系复用父加载器的代码。
工作过程：如果一个类加载器收到了类加载的请求，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把这个请求委派给父类加载器完成。
每个层次的类加载器都是如此，因此所有的加载请求最终都应该传送到顶层的启动类加载器中，
只有到父加载器反馈自己无法完成这个加载请求（它的搜索范围没有找到所需的类）时，子加载器才会尝试自己去加载。
为什么要使用：Java类随着它的类加载器一起具备了一种带优先级的层次关系。
比如java.lang.Object，它存放在rt.jar中，无论哪个类加载器要加载这个类，最终都是委派给启动类加载器进行加载，
因此Object类在程序的各个类加载器环境中，都是同一个类。
自己编写一个与rt.jar类库中已有类重名的java类，可以正常编译，但无法被加载运行。
委托机制的意义 — 防止内存中出现多份同样的字节码
比如两个类A和类B都要加载System类：
如果不用委托而是自己加载自己的，那么类A就会加载一份System字节码，然后类B又会加载一份System字节码，这样内存中就出现了两份System字节码。
如果使用委托机制，会递归的向父类查找，也就是首选用Bootstrap尝试加载，如果找不到再向下。这里的System就能在Bootstrap中找到然后加载，如果此时类B也要加载System，也从Bootstrap开始，此时Bootstrap发现已经加载过了System那么直接返回内存中的System即可而不需要重新加载，这样内存中就只有一份System的字节码了。
能不能自己写个类叫java.lang.System？
答案：通常不可以，但可以采取另类方法达到这个需求。
解释：为了不让我们写System类，类加载采用委托机制，这样可以保证父类加载器优先，父类加载器能找到的类，子加载器就没有机会加载。而System类是Bootstrap加载器加载的，就算自己重写，也总是使用Java系统提供的System，自己写的System类根本没有机会得到加载。
但是，我们可以自己定义一个类加载器来达到这个目的，为了避免双亲委托机制，这个类加载器也必须是特殊的。由于系统自带的三个类加载器都加载特定目录下的类，如果我们自己的类加载器放在一个特殊的目录，那么系统的加载器就无法加载，也就是最终还是由我们自己的加载器加载。
参考：https://www.cnblogs.com/williamjie/p/11167920.html