Java類加載機(jī)制實(shí)現(xiàn)流程及原理詳解
前言
我們知道,Java項(xiàng)目編譯后會(huì)生成許許多多的class文件,class文件保存著類的描述信息。虛擬機(jī)把描述類的數(shù)據(jù)從Class文件加載到內(nèi)存,并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)、轉(zhuǎn)化解析和初始化,最終形成可以被虛擬機(jī)直接使用的Java類型,這就是虛擬機(jī)的類加載機(jī)制。
類的生命周期
類從被加載到虛擬機(jī)內(nèi)存中開(kāi)始,到卸載出內(nèi)存位置,他的整個(gè)生命周期包括:
加載驗(yàn)證準(zhǔn)備解析初始化使用卸載
這七個(gè)階段。畫個(gè)圖就是下面這樣:

其中,類加載的過(guò)程包括了加載、驗(yàn)證、準(zhǔn)備、解析、初始化這五個(gè)階段。其中加載、驗(yàn)證、準(zhǔn)備、初始化順序是固定的,解析可能在初始化之前也可能在初始化之后,為什么呢?因?yàn)镴ava支持運(yùn)行時(shí)綁定,也就是我們說(shuō)的多態(tài),所以解析發(fā)生的時(shí)機(jī)不一定。
注意:按順序開(kāi)始不一定是按順序結(jié)束,因?yàn)橛行╇A段執(zhí)行時(shí)間較長(zhǎng)。
類加載過(guò)程
讓我們看一下類加載過(guò)程中,每一階段大概都做了什么事情!
讓我們看一下類加載過(guò)程中,每一階段大概都做了什么事情!
- 加載:查找并加載類的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。
- 連接:
- 驗(yàn)證:確保被加載的類的正確性。
- 文件格式驗(yàn)證
- 元數(shù)據(jù)驗(yàn)證
- 字節(jié)碼驗(yàn)證
- 符號(hào)引用驗(yàn)證
- 準(zhǔn)備 為類的靜態(tài)變量分配內(nèi)存,并將其初始化為默認(rèn)值?! ?/li>
- 解析:把類中的符號(hào)引用轉(zhuǎn)換為直接引用。
- 初始化:為類的靜態(tài)變量賦予正確得到初始值,JVM負(fù)責(zé)對(duì)類進(jìn)行初始化,主要對(duì)類變量進(jìn)行初始化。
類加載器四種類加載器
JVM自帶了三種類加載器,依次為下面前三個(gè),如果有必要,我們還可以加入自定義的類加載器,實(shí)現(xiàn)更靈活的加載方式,比如從特定的場(chǎng)所取得java class,例如數(shù)據(jù)庫(kù)中和網(wǎng)絡(luò)中、動(dòng)態(tài)創(chuàng)建類、自動(dòng)驗(yàn)證數(shù)字簽名等等。
- BootStrapClassLoader:?jiǎn)?dòng)類加載器
- 加載(/JDK/JRE/LIB/ java.)
- ExtClassLoader:擴(kuò)展類加載器
- 加載(/JDK/JRE/LIB/EXT javax.)
- AppClassLoader:應(yīng)用類加載器
- 加載(ClassPath,自己寫的類)
- *ClassLoader:用戶自定義類加載器
他們存在層級(jí)關(guān)系,但是并不是通過(guò)繼承實(shí)現(xiàn)的,而是通過(guò)組合!如下圖:

雙親委派模型
如果一個(gè)類加載器收到了類加載的請(qǐng)求,它首先不會(huì)自己去嘗試加載這個(gè)類,而是把請(qǐng)求委托給父加載器去完成,依次向上,因此,所有的類加載請(qǐng)求最終都應(yīng)該被傳遞到頂層的啟動(dòng)類加載器中,只有當(dāng)父加載器在它的搜索范圍中沒(méi)有找到所需的類時(shí),即無(wú)法完成該加載,子加載器才會(huì)嘗試自己去加載該類。
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