JVM 类加载机制分为三个部分：加载，链接【验证，准备，解析】，初始化：
一、加载
加载是类加载过程中的一个阶段，加载阶段就是将 字节码 文件加载到内存中去，会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入口。注意这里不一定非得要从一个 Class 文件获取，这里既可以从 ZIP 包中读取（比如从 jar 包和 war 包中读取），也可以在运行时计算生成（动态代理），也可以由其它文件生成（比如将 JSP 文件转换成对应的 Class 类）。
Class对象以前在方法区，后来移到堆里面了，一个类对应一个Class对象；
二、链接
1、验证
这一阶段的主要目的是为了确保 Class 文件的字节流中包含的信息是否符合当前虚拟机的要求，并且不会危害虚拟机自身的安全。
2、准备
准备阶段是正式为类变量分配内存并设置类变量的初始值阶段，即在方法区中分配这些变量所使用的内存空间。注意这里所说的初始值概念，比如一个类变量定义为：
public static int v = 8080;
实际上变量 v 在准备阶段过后的初始值为 0 而不是 8080，将 v 赋值为 8080 的 put static 指令是程序被编译后，存放于类构造器<client>方法之中。
但是注意如果声明为：
public static final int v = 8080;
在编译阶段会为 v 生成 ConstantValue 属性，在准备阶段虚拟机会根据 ConstantValue （不变的值）属性将 v 赋值为 8080。
3、解析
解析阶段是指虚拟机将常量池中的符号引用替换为直接引用的过程。符号引用就是 class 文件中的：
- CONSTANT_Class_info；（不变的类信息）
- CONSTANT_Field_info；（不变的属性信息）
- CONSTANT_Method_info；（不变的方法信息）
ⅰ 符号引用
符号引用与虚拟机实现的布局无关，引用的目标并不一定要已经加载到内存中。各种虚拟机实现的内存布局可以各不相同，但是它们能接受的符号引用必须是一致的，因为符号引用的字面量形式明确定义在 Java 虚拟机规范的 Class 文件格式中。
ⅱ 直接引用
直接引用可以是指向目标的指针，相对偏移量或是一个能间接定位到目标的句柄。如果有了直接引用，那引用的目标必定已经在内存中存在。
三、初始化
初始化阶段是类加载最后一个阶段，前面的类加载阶段之后，除了在加载阶段可以自定义类加载器以外，其它操作都由 JVM 主导。到了初始阶段，才开始真正执行类中定义的 Java 程序代码。
对类的静态变量，静态代码块执行初始化操作；
1、类构造器<client>
初始化阶段是执行类构造器<client>方法的过程。<client>方法是由编译器自动收集类中的类变量的赋值操作和静态语句块中的语句合并而成的。虚拟机会保证子<client>方法执行之前，父类的<client>方法已经执行完毕，如果一个类中没有对静态变量赋值也没有静态语句块，那么编译器可以不为这个类生成<client>()方法。
注意以下几种情况不会执行类初始化：
- 通过子类引用父类的静态字段，只会触发父类的初始化，而不会触发子类的初始化。
- 定义对象数组，不会触发该类的初始化。
- 常量在编译期间会存入调用类的常量池中，本质上并没有直接引用定义常量的类，不会触发定义常量所在的类。
- 通过类名获取 Class 对象，不会触发类的初始化。
- 通过 Class.forName 加载指定类时，如果指定参数 initialize 为 false 时，也不会触发类初始化，其实这个参数是告诉虚拟机，是否要对类进行初始化。
- 通过 ClassLoader 默认的 loadClass 方法，也不会触发初始化动作。其实这里面就有一个loadClass 和 forName的区别：forName出来的类已经是初始化好了的（默认initialize 为true），而loadClass只是加载好了，都还没有链接！为了延时加载（装载），加快加载速度，在类的初始化放到后面需要用的时候。
四、类加载器
虚拟机设计团队把加载动作放到 JVM 外部实现，以便让应用程序决定如何获取所需的类，JVM 提供了 3 种类加载器：
|
启动类加载器(Bootstrap ClassLoader)
|
负责加载 JAVA_HOME\lib 目录中的，或通过-Xbootclasspath 参数指定路径中的，且被虚拟机认可（按文件名识别，如 rt.jar）的类。
|
|
扩展类加载器(Extension ClassLoader)
|
负责加载 JAVA_HOME\lib\ext 目录中的，或通过java.ext.dirs 系统变量指定路径中的类库。
|
|
应用程序类加载器(Application ClassLoader)
|
负责加载用户路径（classpath）上的类库。
|
|
自定义类加载器
|
通过继承 java.lang.ClassLoader实现自定义的类加载器。
|
1、双亲委派机制
当一个类收到了类加载请求，他首先不会尝试自己去加载这个类，而是把这个请求委派给父类去完成，每一个层次类加载器都是如此，因此所有的加载请求都应该传送到启动类加载其中，只有当父类加载器反馈自己无法完成这个请求的时候（在它的加载路径下没有找到所需加载的Class），子类加载器才会尝试自己去加载。
采用双亲委派的一个好处是比如加载位于 rt.jar 包中的类 java.lang.Object，不管是哪个加载器加载这个类，最终都是委托给顶层的启动类加载器进行加载，这样就保证了使用不同的类加载器最终得到的都是同样一个 Object 对象。
往上递交调用ClassLoader类的loadClass()方法，每个加载器去自己路径下查找有没有该类的class文件的过程，调用findClass()方法，如果有一个加载器在自己的路径下找到了该类的class文件，加载它调用defineClass()方法；
自底向上检查类是否已经被加载，自顶向下尝试加载类；
findClass（）调用次数 <= loadClass（）调用次数；
loadClass（）: 实现双亲委派模型 findClass（）： 根据所给类名找到对应的class文件 defineClass（）：加载对应的class文件，final修饰
2、双亲委派模型的好处：
（1）安全性，避免用户自己编写的类动态替换Java的一些核心类。如果不采用双亲委派模型的加载方式进行类的加载工作，那我们就可以随时使用自定义的类来动态替代Java核心API中定义的类。例如：如果黑客将“病毒代码”植入到自定义的String类当中，随后类加载器将自定义的String类加载到JVM上，那么此时就会对JVM产生意想不到“病毒攻击”。而双亲委派的这种加载方式就可以避免这种情况，因为String类已经在启动时就被引导类加载器进行了加载。
（2）避免类的重复加载，因为JVM判定两个类是否是同一个类，不仅仅根据类名是否相同进行判定，还需要判断加载该类的类加载器是否是同一个类加载器，相同的class文件被不同的类加载器加载得到的结果就是两个不同的类。
- 类名不一致一定不是同一个类；
- 类名一致类加载器不一致也不是同一个类(eaquels false)；
- 类名一致类加载器一致但是类加载器实例不一致也不是同一个类。
（3）Java类随着它的类加载器一起具备了一种带有优先级的层次关系。例如类java.lang.Object，它存在在rt.jar中，无论哪一个类加载器要加载这个类，最终都是委派给处于模型最顶端的Bootstrap ClassLoader进行加载，因此Object类在程序的各种类加载器环境中都是同一个类。相反，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。因此，如果开发者尝试编写一个与rt.jar类库中重名的Java类，可以正常编译，但是永远无法被加载运行；
3、如何实现自己的类加载器
- 继承 java.lang.ClassLoader；
- 不能破坏双亲委派模型（也就是不能改变loadClass（）方法）
- 重写findclass()（loadClass（）方法不能改变，defineClass（）是final修饰的你又改变不了，而与类加载器相关的主要方法就这三个，并且你需要的就是改变它查找class文件的方式就好了）
浙公网安备 33010602011771号