虚拟机的类加载机制

类的生命周期

类初始化时机

触发类初始化的情况

1. new创建对象，访问类的静态字段（final修饰的常量字段除外），调用类的静态方法
2. 反射API调用类时

3. 子类初始化触发父类初始化

   对于接口而言，接口有default方法的，会初始化接口

4. 虚拟机启动指定的主类

5. 动态调用涉及的类

   不触发类初始化的特殊情况说明

6. 通过子类引用父类的静态字段，不会触发子类的初始化

7. 通过数组定义来引用类，不会触发类的初始化
8. 类的常量不会触发类的初始化

   常量在编译阶段存入类的常量池中，本质上并没有直接引用到定义常量的类

类加载过程

1.加载

步骤：

1. 通过类的全限定名获取类的二进制字节流
2. 将二进制字节流转化为方法区的运行时数据结构
3. 内存中生成对应的java.lang.Class对象，存放到方法区中

   要点：

   非数组类由类加载器加载，数组类由虚拟机直接创建
   数组类中的元素类型是引用类型，在加载元素类型时，数组类会被标识为与元素类型对应的类加载器关联
   数组类中的元素类型是基本类型，数组类会被标识为与启动类加载器关联

   2.验证

   确保class文件的字节流信息符合虚拟机的要求，保证虚拟机运行时的安全

   文件格式验证

   基于二进制字节流进行验证，验证版本号，文件的魔数，常量池中常量的类型等

   元数据验证

   对字节码描述的信息进行语义分析，保证不存在不符合java语言规范的元数据信息，校验是否有父类，是否允许继承，方法实现，字段是否合理

   字节码验证

   通过数据流和控制流分析，确定程序语义的合法性且符合逻辑。主要针对类的方法体校验分析。

   符号引用验证

   连接阶段解析过程中发生的验证，即发生在虚拟机将符号引用转换为直接引用的时候，确保解析动作能正确执行

   3.准备

   为类变量分配内存并为类变量设置零值，都在方法区分配内存，如果类变量为常量，初始化为指定值

   4.解析

   虚拟机将常量池中的符号引用解析成直接引用的过程。

   符号引用： 用一组符号描述所引用的目标，类似方法签名，通过符号引用唯一确定需要引用的类，引用的方法，引用方法的参数类型和返回类型 直接引用： 直接指向目标的指针，类似内存地址

5.初始化

执行类构造器()方法，()方法包含了类变量的赋值操作，静态语句，收集的顺序和代码源文件保持一致

类加载器

类加载器用于实现类的加载动作
类是否“相等”取决于类的全限定名和加载类的类加载器是否一样

两种类加载器：

1. 启动类加载器（Bootstrap ClassLoader），使用C++实现，虚拟机自身一部分
2. 所有其他的类加载器，java语言实现，继承自抽象类ClassLoader

包括扩展类加载器（Extension ClassLoader）【ExtClassLoader】，
应用程序类加载器（Application ClassLoader）【AppClassLoader】,
其他用户自定义类加载器

双亲委派模型：
一个类加载器收到了类的加载请求，自己先不加载，请求委派给父类加载器去完成，每个层次的类加载器都是如此，最终都传送到顶层启动类加载器中，当父类的加载器无法完成加载请求，子类加载器才尝试自己去加载

1. 保证核心类库不被篡改
2. 防止类的重复加载

具体实现：
实现双亲委派的代码都集中在java.lang.ClassLoader的loadClass()方法之中

1. 先通过方法findLoadedClass检查类是否加载过
2. 没有加载则调用父加载器的loadClass方法，若父加载器为空则使用启动类加载器作为父加载器
3. 父加载器加载失败，再调用自己的findClass方法进行加载