第23讲 请介绍类加载过程，什么是双亲委派模型？

Java通过引入字节码和JVM机制，提供了强大的跨平台能力，理解Java的类加载机制是深入Java开发的必要条件，也是个面试考查热点。

今天的问题是，请介绍类加载过程，什么是双亲委派模型？

典型回答

一般来说，我们把Java的类加载过程分为三个主要步骤：加载、链接、初始化，具体行为在Java虚拟规范里有非常详细的定义。

首先是加载阶段（Loading），它是Java将字节码数据从不同的数据源读取到JVM中，并映射为JVM认可的数据结构（Class对象），这里的数据源可能是各种各样的形态，如jar文件、class文件，甚至是网络数据源等；如果输入数据不是ClassFile的结构，则会抛出ClassFormatError。

加载阶段是用户参与的阶段，我们可以自定义类加载器，去实现自己的类加载过程。

第二阶段是链接（Linking），这是核心的步骤，简单说是把原始的类定义信息平滑的转入运行的过程。这里可以一共分为三个步骤：

　　验证（Verification），这是虚拟机安全的重要保障，JVM需要核验字节码信息是否符合Java虚拟机规范的，否则就认为是VerifyError，这样就防止了恶意信息或者不符合规范的信息危害JVM运行，验证阶段可能会触发更多的class加载。

　　准备（Preparation），创建类或接口中的静态变量，并初始化静态变量的初始值。

　　解析（Resloution），在这一步会将常量池中的符号引用替换为直接引用。

最后阶段是初始化阶段（Initialization）。这一步真正去执行类初始化的代码逻辑，包括静态字段赋值的动作，以及执行类定义中的静态初始化块内的逻辑，编译器在编译阶段就会把这部分逻辑整理好，父类型的初始化逻辑优先于当前类型的逻辑。

 

什么是双亲委派模型？　

　　简单来说，就是当类加载器（Class-Loader）试图加载某个类型的时候，除非父加载器找不到相应类型，否则尽量将这个任务代理给当前加载器的父加载器去做。使用委派模型的目的是避免重复加载Java类型。

 

考点分析

今天的问题是关于JVM类加载方面的基础问题，我在前面给出的回答参考了Java虚拟机规范中的主要条款。如果你在面试中回答这个问题，在这个基础上还可以举例说明。

我们来看一个经典的延伸问题，准备阶段谈到静态变量，那么对于常量和不同静态变量有什么区别？

需要明确的是，没有人能够精确的的理解和记忆所有信息，如果碰到这种问题，有直接答案当然最好；没有的话，就说说自己的思路。

我们定义下面这样的类型，分别提供了普通静态变量、静态常量，常量又考虑到原始类型和引用类型可能有区别。

public class CLPreparation{
    
 public static  int a = 100;
 public static final int INT_CONSTANT = 1000;   
 public static final Integer INTEGER_CONSTANT = Integer.ValueOf(1000);      
}

编译并反编译一下：

Javac CLPreparation.java
Javap -v CLPreparation.class

可以在字节码中看到这样的额外初始化逻辑：

 

 这能让我们更清楚，普通原始类型静态变量和引用类型（即使是常量），是需要额外调用putstatic等JVM指令的，这些是在初始化阶段执行，而不是准备阶段调用；而原始类型常量，则不需要这样的步骤。

 

推荐书籍

《深入理解Java虚拟机》