类加载机制

• 类加载机制
  • 类的加载
    • 加载
    • 连接
    • 初始化
  • 类加载器及加载机制
    • • 类加载器
    • 类加载机制

类的加载

类加载分为三个步骤：加载、连接、初始化。

加载

• 类加载指的是将class文件读入内存，并为之创建一个java.lang.Class对象，即程序中使用任何类时，系统都会为之建立一个java.lang.Class对象，系统中所有的类都是java.lang.Class的实例。

• 类的加载由类加载器完成，JVM提供的类加载器叫做系统类加载器，此外还可以通过继承ClassLoader基类来自定义类加载器。

• 通常可以用如下几种方式加载类的二进制数据：

  ​ 从本地文件系统加载class文件。

​ 从JAR包中加载class文件，如JAR包的数据库启驱动类。

​ 通过网络加载class文件。

​ 把一个Java源文件动态编译并执行加载。

连接

连接阶段负责把类的二进制数据合并到JRE中，其又可分为如下三个阶段：

1. 验证：确保加载的类信息符合JVM规范，无安全方面的问题。
2. 准备：为类的静态Field分配内存，并设置初始值。
3. 解析：将类的二进制数据中的符号引用替换成直接引用。

初始化

该阶段主要是对静态Field进行初始化，在Java类中对静态Field指定初始值有两种方式：

• 声明时即指定初始值，如static int a = 5；

• 使用静态代码块为静态Field指定初始值，如：static

JVM初始化一个类包含如下几个步骤：

• 假如这个类还没有被加载和连接，则程序先加载并连接该类。
• 假如该类的直接父类还没有被初始化，则先初始化其直接父类。
• 假如类中有初始化语句，则系统依次执行这些初始化语句。

所以JVM总是最先初始化java.lang.Object类。

类初始化的时机（对类进行主动引用时）：

• 创建类的实例时（new、反射、反序列化）。

• 调用某个类的静态方法时。

• 使用某个类或接口的静态Field或对该Field赋值时。

• 使用反射来强制创建某个类或接口对应的java.lang.Class对象，如Class.forName("Person")

• 初始化某个类的子类时，此时该子类的所有父类都会被初始化。

• 直接使用java.exe运行某个主类时。

类加载器及加载机制

类加载器负责将class文件读入内存，并为之生成对应的java.lang.Class对象。

类加载器

当JVM启动时，会形成有3个类加载器组成的初始类加载器层次结构：

• Bootstrap ClassLoader：根类（或叫启动、引导类加载器）加载器。
• .Extension ClassLoader：扩展类加载器。
• System ClassLoader（或Application ClassLoader）：系统类加载器。

类加载机制

JVM的类加载机制主要有以下3种：

全盘负责：当一个类加载器加载某个Class时，该Class所依赖和引用的其它Class也将由该类加载器负责载入，除非显式的使用另外一个类加载器来载入。

双亲委派：当一个类加载器收到了类加载请求，它会把这个请求委派给父（parent）类加载器去完成，依次递归，因此所有的加载请求最终都被传送到顶层的启动类加载器中。只有在父类加载器无法加载该类时子类才尝试从自己类的路径中加载该类。（注意：类加载器中的父子关系并不是类继承上的父子关系，而是类加载器实例之间的关系。）

缓存机制：缓存机制会保证所有加载过的Class都会被缓存，当程序中需要使用某个类时，类加载器先从缓冲区中搜寻该类，若搜寻不到将读取该类的二进制数据，并转换成Class对象存入缓冲区中。这就是为什么修改了Class后需重启JVM才能生效的原因。