Java ClassLoader

  1. 类加载的时机
  2. 类加载的过程
    1. 加载
    2. 验证
    3. 准备
    4. 解析
    5. 初始化
  3. 类加载器
    1. 类与类加载器
    2. 双亲委派模型

类加载的时机

类的整个生命周期包括:加载(Loading)、验证(Verification)、准备(Preparation)、解析(Resolution)、初始化(Initialization)、使用(Using)和卸载(Unloading)7个阶段。其中验证、准备、解析3个部分统称为连接(Linking)。

虚拟机规范中严格规定了有且只有5种情况必须立即对类进行“初始化”:

这5种场景中的行为称为对一个类进行主动调用。除此之外,所有引用类的方式都不会触发初始化,称为被动引用。被动引用包括:

接口与类真正有所区别的初始化场景:在一个接口初始化时,并不要求其父接口全部都完成了初始化,只有在真正使用到父接口的时候(如引用接口中定义的常量)才会初始化。

类加载的过程

加载

在加载阶段,虚拟机需要完成一下3件事情:

  1. 通过一个类的全限定名来获取此类的二进制字节流。
  2. 将这个字节流所代表的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构。
  3. 在内存中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象,作为方法区这个类的各种数据的访问入口。

验证

验证是连接阶段的第一步。这一阶段的目的是为了确保Class文件的字节流中包含的信息符合当前虚拟机的要求,并且不会危害自身的安全。
验证阶段大致会完成下面4个阶段的检验动作:文件格式验证、元数据验证、字节码验证、符号引用验证。文件格式验证是基于二进制字节流进行的,后面的3个验证阶段全部是基于方法区的存储结构进行的。

  1. 文件格式验证:验证字节流是否符合Class文件格式的规范,并且能被当前版本的虚拟机处理。
  2. 元数据验证:对字节码描述的信息进行语义分析,已保证其描述的信息符合Java语言规范的要求。
  3. 字节码验证:通过数据流和控制流分析,确保程序语义是合法的、符合逻辑的。
  4. 符号引用验证:可以看做是对类自身以外(常量池中的各种符号引用)的信息进行匹配性校验。

准备

准备阶段是正式为类变量分配内存并设置类变量初始值的阶段,这些变量所使用的内存都将在方法区中进行分配。

解析

解析阶段是虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程。

初始化

初始化阶段是执行类构造器<clinit>()方法的过程。

类加载器

类与类加载器

类加载器只用于实现类的加载动作。对于任意一个类,都需要由加载它的类加载器和这个类本身一同确立其在Java虚拟机中的唯一性,每一个类加载器,都拥有一个独立的类名称空间。

双亲委派模型

从Java虚拟机的角度来讲,只存在两种不同的类加载器:一种是启动类加载器(Bootstrap ClassLoader),是虚拟机自身的一部分;另一种就是所有其他的类加载器,这些类加载器都由Java语言实现,独立于虚拟机外部,并且全都继承自抽象类java.lang.ClassLoader。

从Java开发人员的角度来看,类加载器还可以划分得更细致一些,绝大部分Java程序都会使用到以下3中系统提供的类加载器。

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