Java類加載機制（類加載器、雙親委派）

類加載的時機

1. 創建類的實例：new、反射、反序列化、clone；
2. 訪問類中的某個靜態變量，或者對靜態變量進行賦值；
3. 主動調用類的靜態方法；
4. ClassForName(“包類名”)，得到的class已經初始化完成，ClassLoader.loadClass(“包類名”)得到的class是還沒有鏈接（驗證，準備，解析）的;
5. 完成子類的初始化，也會完成對本類的初始化（接口除外）；
6. 該類是程序引導入口（main入口或者test入口）；

類加載過程

  class文件中保存着虛擬機將要執行的指令，當需要某個類的時候，java虛擬機會通過類的全限定名從磁盤中加載class 文件，並創建對應的java.lang.Class對象。將class文件加載到虛擬機的內存，這個過程被稱爲類的加載。

1. 加載：ClassLoader通過一個類的完全限定名查找此類字節碼文件，並利用字節碼文件創建一個class對象，存儲在方法區；
2. 驗證：目的在於確保class文件的字節流信息符合當前虛擬機要求，不會危害虛擬機自身的安全，主要包括四種驗證：文件格式的驗證、元數據的驗證、字節碼驗證、符號引用驗證；
3. 準備：爲類變量（static修飾的字段變量）分配內存並且設置該類變量的初始值，在初始化的階段真正賦值；
4. 解析：這裏主要的任務是把常量池中的符號引用替換成直接引用，下面就是Java字節碼文件中的符號引用；

#1 = Methodref          #7.#19         // java/lang/Object."<init>":()V
#2 = Fieldref           #20.#21        // java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
#3 = Fieldref           #6.#22         // intron/classtest/ClassTest.TEST:Ljava/lang/String;
#4 = Methodref          #23.#24        // java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
#5 = String             #25            // test
#6 = Class              #26            // intron/classtest/ClassTest
#7 = Class              #27            // java/lang/Object

5. 初始化：爲類的靜態變量賦值，然後執行累的初始化語句(static代碼塊)；

初始化的詳細過程：

1. 如果類還沒有被加載和鏈接，那就先進行加載和鏈接；
2. 如果類還存在父類，並且父類還沒有初始化，那就先初始化直接父類；
3. 如果類中存在初始化語句，順序執行初始化語句；

類加載器

  類加載器是類加載流程的實現者，JDK自帶了三個類加載器：Bootstrap ClassLoader(引導類加載器)、Extension ClassLoader(擴展類加載器)、Application ClassLoader(應用類加載器)。

BootStrap ClassLoader:

1. JVM自帶的引導類加載器，由C/C++的語言實現，是C++的對象，在Java中打印該加載器對象爲null;
2. 加載Java的核心類庫，$JAVA_HOME中jre/lib/rt.jar、resource.jar或Java程序運行指定的Xbootclasspath選項jar包；
3. 指定加載java、javax、sun等開頭的包名類，不能自定義這些包名；

Extension ClassLoader:

1. Java語言編寫的類加載器:sun.misc.Launcher$ExtClassLoader；
2. 指定BootStrap ClassLoader爲Parent加載器–> getParent()可以獲取Bootstrap ClassLoader;
3. 負責加載Java平臺中擴展功能的一些jar包，包括$JAVA_HOME中jre/lib/ext或-Djava.ext.dirs指定目錄下的jar包（如果我們自定義的class需要交給Ext來加載可以放置在ext的目錄下)；

Application ClassLoader：

1. Java語言編寫的類加載器：sun.misc.Launcher$AppClassLoader;
2. 該加載器是Java程序默認的類加載器，Java應用的類都是該加載器加載的；
3. 指定Extension ClassLoader爲parent加載器–> getParent可以獲取Extension ClassLoader;
4. 負責加載環境變量classpath指定的目錄，或者java.class.path指定的目錄類庫；

雙親委派機制：

  如果一個類加載器收到了加載類的請求，它並不會自己先去加載，而是把這個請求委託給父類加載器去執行，如果父類加載器還存在父類加載器，則進一步向上委託，依次遞歸，請求最後到達頂層的引導類加載器。如果父加載器能夠完成類的加載任務，就會成功返回，倘若父類加載器無法完成任務，子類加載器纔會嘗試自己去加載，這就是雙親委派模式。

雙親委派機制核心代碼：

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;
    }
}

  採用雙親委派模式的好處就是Java類隨着它的類加載器一起具備一種帶有優先級的層次關係，通過這種層級關係可以避免類的重複加載，當父類加載器已經加載了該類，子類加載器就不需要再加載一次。其次是考慮到安全因素，Java核心API中定義類型不會被隨意替換，如果我們人爲定義java.lang包並在包內添加一些自定義類，這樣做是不允許的，因爲java.lang是核心的API包，需要訪問權限，強制加載將會報出如下異常。

java.lang.SecurityException:Prohibited package name: java.lang