类加载和双亲委派机制

类加载是什么？

虚拟机把描述类的数据从class文件加载到内存，并对数据进行校验、转换解析和初始化，最终形成可以被虚拟机直接使用的Java类型

类加载的时机？

主动引用例子：

1、遇到new（用new实例对象），getStatic（读取一个静态字段），putstatic（设置一个静态字段），invokeStatic（调用一个类的静态方法）这四条指令字节码命令时

2、使用Java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用时，如果此时类没有进行init，会先init。

3、当初始化一个类时，如果其父类没有进行初始化，先初始化父类

4、jvm启动时，用户需要指定一个执行的主类（包含main的类）虚拟机会先执行这个类

 

被动引用的例子：

1、通过子类来引用父类的静态字段，只会触发父类的初始化，不会触发子类的初始化

2、引用一个类的静态常量不会触发初始化，因为常量在编译阶段已经确认

类的生命周期？

加载 loading

>>>>连接(验证 verification 准备 preparation 解析 resolution)

>>>>初始化 initialization

>>>>使用 using

>>>>卸载 unloading

类加载过程

加载
          1.从Class文件获取二进制字节流
          2.将字节流中的静态结构转化为方法区的运行时的动态结构
          3.在内存中生成代表该Class的java.lang.Class对象，作为方法区该类的访问入口。
连接
          验证：验证Class文件的字节流中包含的信息是否符合JVM的要求，并确保不会危害JVM自身的安全。
          准备：为静态变量分配内存并赋初始值
          解析：将常量池内的符号引用转换为直接引用
初始化

          调用类的clinit()方法，为静态变量赋予实际的值，执行静态代码块

ClassLoader是什么？

它负责将 Class 的字节码形式（本质就是一个字节数组 byte[]）转换成内存形式的 Class 对象

字节码有特定的复杂的内部格式，可以来自于磁盘文件 *.class，也可以是 jar 包里的 *.class，也可以来自远程服务器提供的字节流

很多字节码加密技术就是依靠定制 ClassLoader 来实现的。先使用工具对字节码文件进行加密，运行时使用定制的 ClassLoader 先解密文件内容再加载这些解密后的字节码

每个 Class 对象的内部都有一个 classLoader 字段来标识自己是由哪个 ClassLoader 加载的

class Class<T> {
  ...
  private final ClassLoader classLoader;
  ...
}

延迟加载

JVM 运行并不是一次性加载所需要的全部类，而是按需加载，也就是延迟加载

程序在运行的过程中会逐渐遇到很多不认识的新类，这时候就会调用 ClassLoader 来加载这些类

加载完成后就会将 Class 对象存在 ClassLoader 里面，下次就不需要重新加载了

JVM有哪些类加载器？

1、启动类加载器 BootstrapClassLoader 

负责加载 JVM 运行时核心类，这些类位于 JAVA_HOME/lib/rt.jar 文件中，常用内置库 java.xxx.* 都在里面，比如 java.util.*、java.io.*、java.nio.*、java.lang.* 等等

这个 ClassLoader 比较特殊，由 C 代码实现，称之为「根加载器」

2、扩展类加载器 ExtensionClassLoader 

负责加载 JVM 扩展类，它们的 jar 包位于 JAVA_HOME/lib/ext/*.jar 中，如 swing 系列、内置的 js 引擎、xml 解析器 等等，这些库名通常以 javax 开头

3、应用程序类加载器 ApplicationClassloader（系统类加载器）

直接面向用户的加载器，加载 Classpath 环境变量里定义的路径中的 jar 包和目录。我们自己编写的代码以及使用的第三方 jar 包通常都是由它来加载

使用ClassLoader类的getSystemClassLoader()方法即可获取这个加载器

双亲委派机制

当一个类加载器收到一个类加载请求时（加载.class文件），首先会把这个任务委托给父类加载器，每个类加载器递归这个操作，

只有在父类加载器在自己的搜索范围内找不到所需指定类时，子类加载器才会尝试自己去加载

俗称："儿子"先不干，先让"老子"干,"老子"再让"老子"干....,直到干不了，再依次返回让"儿子"干

参看ClassLoader源码

class ClassLoader {
  ...
  private final ClassLoader parent;
  ...
}

工作过程：

1.当Application ClassLoader 收到一个类加载请求时，他首先不会自己去尝试加载这个类，而是将这个请求委派给父类加载器Extension ClassLoader去完成。  

2.当Extension ClassLoader收到一个类加载请求时，他首先也不会自己去尝试加载这个类，而是将请求委派给父类加载器Bootstrap ClassLoader去完成。  

3.如果Bootstrap ClassLoader加载失败(在<JAVA_HOME>lib中未找到所需类)，就会让Extension ClassLoader尝试加载。  

4.如果Extension ClassLoader也加载失败，就会使用Application ClassLoader加载。  

5.如果Application ClassLoader也加载失败，就会使用自定义加载器去尝试加载。  

6.如果均加载失败，就会抛出ClassNotFoundException异常。

 为什么要用双亲委派机制？

1、防止重复加载同一个.class。通过委托去向上面问一问，加载过了，就不用再加载一遍
2、保证核心.class不能被篡改。通过委托方式，不会去篡改核心.class，即使篡改也不会去加载，即使加载也不会是同一个.class对象了

不同的加载器加载同一个.class也不是同一个Class对象。这样保证了Class执行安全。

3、如果没有双亲委派模型而是由各个类加载器自行加载的话，如果用户编写了一个java.lang.Object的同名类并放在ClassPath中，那系统中将会出现多个不同的Object类，程序将混乱