JVM 類的加載

                                                                    

1. 什麼是類的加載？

         將類通過javac編譯的.class文件中的二進制數據結構轉化爲方法區的運行時數據結構，再在堆中生成該類對應的java.lang.Class對象，然後就可以通過該對象訪問方法區中的這些數據。

 

      2.類的生命週期

      類的生命週期包括加載、連接（驗證、準備、解析）、初始化、使用和卸載。

• 加載，查找並加載類的二進制數據，在Java堆中也創建一個java.lang.Class類的對象
• 連接，連接又包含三塊內容：驗證、準備、解析

          1）驗證，文件格式、元數據、字節碼、符號引用驗證；

           2）準備，爲類的靜態變量分配內存，並將其初始化爲默認的零值（0、0L、null、false等）；

           3）解析，把類中的符號引用轉換爲直接引用

• 初始化，執行類的構造器，爲類的靜態變量賦予正確的初始值     

<clinit>，類構造器方法，在jvm第一次加載class文件時調用，因爲是類級別的，所以只加載一次，是編譯器自動收集類中所有類變量（static修飾的變量）和靜態語句塊（static{}），中的語句合併產生的，編譯器收集的順序，是由程序員在寫在源文件中的代碼的順序決定的。

<init>，實例構造器方法，在實例創建出來的時候調用，包括調用new操作符；調用Class或java.lang.reflect.Constructor對象的newInstance()方法；調用任何現有對象的clone()方法；通過java.io.ObjectInputStream類的getObject()方法反序列化。

 

        初始化，爲類的靜態變量賦予正確的初始值，JVM負責對類進行初始化，主要對類變量進行初始化。在Java中對類變量進             行 初始值設定有兩種方式： ①聲明類變量是指定初始值    ②使用靜態代碼塊爲類變量指定初始值

 

 

• 使用，new出對象程序中使用
• 卸載，執行垃圾回收

 

 

      3.類加載器

public class ClassLoaderTest {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        ClassLoader loader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
        System.out.println(loader);
        System.out.println(loader.getParent());
        System.out.println(loader.getParent().getParent());
                
    }
}

//結果
/*sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
  sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@3cd1a2f1
  null    啓動類加載器：它使用C++實現 ExtClassLoader找不到
*/

  

 

啓動類加載器： BootstrapClassLoader，負責加載存放在 JDK\jre\lib(JDK代表JDK的安裝目錄，下同)下，或被 -Xbootclasspath參數指定的路徑中的，並且能被虛擬機識別的類庫（如rt.jar，所有的java.開頭的類均被 BootstrapClassLoader加載）。啓動類加載器是無法被Java程序直接引用的。

擴展類加載器： ExtensionClassLoader，該加載器由 sun.misc.Launcher$ExtClassLoader實現，它負責加載 JDK\jre\lib\ext目錄中，或者由 java.ext.dirs系統變量指定的路徑中的所有類庫（如javax.開頭的類），開發者可以直接使用擴展類加載器。

應用程序類加載器： ApplicationClassLoader，該類加載器由 sun.misc.Launcher$AppClassLoader來實現，它負責加載用戶類路徑（ClassPath）所指定的類，開發者可以直接使用該類加載器，如果應用程序中沒有自定義過自己的類加載器，一般情況下這個就是程序中默認的類加載器。

總的來說分爲兩類加載器，Bootstrap ClassLoader虛擬機自身的一部分，其它加載器獨立於虛擬機外部的加載器並且全部繼承自java.lang.ClassLoader

 

 

       4.雙親委派模型

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
        throws ClassNotFoundException
    {
        synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
            // First, check if the class has already been loaded
            Class<?> c = findLoadedClass(name);
            if (c == null) {
                long t0 = System.nanoTime();
                try {
                    if (parent != null) {
                        c = parent.loadClass(name, false);
                    } else {
                        c = findBootstrapClassOrNull(name);
                    }
                } catch (ClassNotFoundException e) {
                    // ClassNotFoundException thrown if class not found
                    // from the non-null parent class loader
                }

                if (c == null) {
                    // If still not found, then invoke findClass in order
                    // to find the class.
                    long t1 = System.nanoTime();
                    c = findClass(name);

                    // this is the defining class loader; record the stats
                    sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
                }
            }
            if (resolve) {
                resolveClass(c);
            }
            return c;
        }
    }

雙親委派模型：除了頂層的啓動類加載器外，其餘的類加載器都應該有自己的父類加載器，而這種父子關係一般通過組合（Composition）關係來實現，而不是通過繼承（Inheritance）。特定的類加載器在接到加載類的請求時，首先將加載任務委託給父類加載器，依次遞歸，如果父類加載器可以完成類加載任務，就成功返回；只有父類加載器無法完成此加載任務時，才自己去加載。JVM中兩個類是否“相等”，首先就必須是同一個類加載器加載的，所以雙親委派模型保證了類的一致性。

     5.緩存機制

          緩存機制將會保證所有加載過的Class都會被緩存，當程序中需要使用某個Class時，類加載器先從緩存區尋找該Class，只有緩存區不存在，系統纔會讀取該類對應的二進制數據，並將其轉換成Class對象，存入緩存區。這就是爲什麼修改了Class後，必須重啓JVM，程序的修改纔會生效