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  • 类加载器子系统负责从文件系统或者网络中加载class文件，class文件在文件开头有特定的文件标识
  • Classloader只负责class文件的加载，至于它是否可以运行，则由Execution Engine决定。
  • 加载的类信息存放于一块称为方法区的内存空间。除了类的信息外，方法区还会存放运行时常量池信息，可能还包括字符串字面量和数字常量（这部分常量信息是Class文件中常量池部分的内存映射）

类的加载过程

加载loading

  1. 通过一个类全限定名获取定义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

链接linking

验证（Verify）

目的在于确保Class文件的字节流中包含信息符合当前虚拟机要求，保证被加载类的正确性，不会危害虚拟机自身安全。
主要包括四种验证：文件格式验证，云数据验证，字节码验证，符号引用验证

准备（prepare）

为类变量分配内存并且设置该类变量的默认初始值，即零值。
这里不包含用final修饰的static，因为final在编译的时候就会分配了，准备阶段会显式初始化；
这里不会为实例变量分配初始化，类变量会分配在方法区中，而实例变量是回随着对象一起分配到Java堆中。

解析（resolve）

将常量池内的符号引用转换为直接引用的过程
事实上，解析操作往往伴随着JVM的执行完初始化之后再执行
符号引用就是一组符号来描述所引用的目标。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。直接引用就是直接指向目标的指针、相对偏移量或一个间接定位到目标的句柄
解析动作主要针对类或接口、字段、类方法、接口方法、方法类型等。

初始化

初始化阶段就是执行类构造器方法()的过程
此方法不需要定义，是javac编译器自动收集类中的所有类变量的赋值动作和静态代码块中的语句合并而来。
构造器方法中指令按语句在源文件中出现的顺序执行
()不同于类的构造器。（关联：构造器是虚拟机视角下的()）
若该类具有父类，JVM会保证子类的()执行前，父类的()已经执行完毕。
虚拟机必须保证一个类的()方法在多线程下被同步加锁。

类加载器的分类

JVM支持两种类型的类加载器，分别为引导类加载器（Bootstrap ClassLoader）和自定义加载器（User-Defined Classloader）

从概念上来讲，自定义类加载器一般指的是程序中由开发人员自定义的一类加载器，但是Java虚拟机规范却没有这么定义，而是将所有派生于抽象类Classloader的类加载器都划分为自定义加载器。

自定义加载器

在Java日常应用程序开发中，类的加载几乎是有上述3中加载器相互配合执行的，在必要时，我们还可以自定义类加载器，来定制类的加载方式。

为什么要自定义类加载器

  • 隔离加载类
  • 修改类加载的方式
  • 扩展加载源
  • 防止源码泄露

双亲委派机制

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  1. 如果一个类加载器收到了类加载请求，它并不会自己先去加载，而是把这个请求委托给父类加载器去执行；
  2. 如果父类加载器还存在其父类加载器，则进一步向上委托，依次递归，请求最终到达顶层的启动类加载器；
  3. 如果父类加载器可以完成类加载任务，就成功返回，倘若父类加载器无法完成此加载任务，子加载器才会尝试自己去加载，这就是双亲委派机制。

在JVM中表示两个class对象是否为同一个类存在的两个必要条件：

  • 类的完整类名必须一致，包括包名
  • 加载这个类的ClassLoader（指ClassLoader实例对象）必须相同

JVM必须知道一个类型是由启动加载器加载还是由用户类加载器加载的。如果一个类型是由用户类加载器加载的，那么JVM会将这个类加载器的一个引用作为类型信息的一部分保存在方法区中。当解析一个类型到另一类型的引用的时候，JVM需要保证这两个类型的类加载器是相同的。