說到類加載機制，又不得不提Java代碼執行過程，源碼(.java)文件被編譯成字節碼(.class)文件，再由Jvm進行後續處理。其實這個後續處理過程，就是JVM的類加載機制，簡單來說，就是把.class文件裝載到內存，進行校驗、解析、轉換和初始化，最終形成可以被虛擬機直接使用的Java類型。
這一個過程就是類加載的生命週期，類加載的生命週期總共分爲7個階段：
加載、驗證、準備、解析、初始化、使用和卸載。其中驗證、準備、解析三個步驟又可統稱爲連接。類加載機制包括了前五個階段，即加載、驗證、準備、解析、初始化。
1）加載(Loading)
從字面意思就可以理解，該步的主要目的就是將字節碼從不同的數據源（class文件、jar包、war包，甚至網絡、其它文件生成[比如將JSP文件轉換成對應的Class類]）轉化爲二進制文件加載到內存中，並生成一個代表該類的java.lang.Class對象，作爲方法區這個類的各種數據的入口。
2）驗證(Verification)
這一階段的主要目的就是對二進制文件進行校驗，校驗是否符合Jvm字節碼規範，校驗是否會危害Jvm安全，簡單來說，就是做各種檢查，主要包括：
確保二進制字節流格式是否規範；
是否所有方法都遵守訪問控制關鍵字的限定；
方法調用的參數個數和類型是否正確；
確保變量在使用之前是否被正確初始化；
檢查變量是否被賦予恰當類型的值。
3）準備(Preparation)
JVM會在這個階段對類變量(靜態變量，即static修飾)分配內存並設置類變量的初始值(對應數據類型的默認初始值，如0、0L、null、false等)，即在方法區中分配這些變量所使用的內存空間。注意這裏所說的初始值概念，比如一個類變量定義爲：
public int aa = 10;
public static int bb = 66;
public static final int cc = 88;
aa不會被分配內存，而bb會分配內存，但bb的初始值是0而不是66，需要注意的是，static修飾的量是類變量，也叫做靜態變量，而static final修飾的被稱作爲常量，所以cc的初始值是88。
4）解析(Resolution)
該階段將常量池中的符號引用轉化爲直接引用。
符號引用：就是class文件中的CONSTANT_Class_info、CONSTANT_Field_info、CONSTANT_Method_info等類型的常量。
在編譯時，Java類並不知道所引用的類的實際地址，因此只能使用符號引用來代替。比如我們有一個com.test類引用了阿里巴巴的com.aliyun類，編譯時Test類並不知道阿里巴巴類的實際內存地址，因此只能使用符號com.aliyun。
直接引用：通過對符號引用進行解析，找到引用的實際內存地址。
5）初始化(Initialization)
初始化階段是執行類構造器方法的過程，即真正執行類中定義的Java程序代碼。
比如:String xiaoming = new String("need a Girlfriend");
使用new實例化一個String對象，此時就會調用String類的構造方法對xiaoming進行實例化。
說完類加載過程，就不得不說類加載器，什麼是類加載器？
還記得使用JdbcTemplate連接數據庫過程嗎？我們把數據庫連接封裝爲工具類DruidUtils方法，該方法就用到了類加載器：
import com.alibaba.druid.pool.DruidDataSourceFactory;
import javax.sql.DataSource;
import java.io.InputStream;
import java.sql.Connection;
import java.sql.SQLException;
import java.util.Properties;
/**
* 提供連接
*/
public class DruidUtils {
private static DataSource dataSource = null;
static { // 必須優先執行 只執行一次
try {
// 需要一個文件流
InputStream is = DruidUtils.class.getClassLoader().getResourceAsStream("db.properties");
// 創建配置文件對象
Properties props = new Properties();
props.load(is);
// 核心類
dataSource = DruidDataSourceFactory.createDataSource(props);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 返回數據源方法
*
* @return
*/
public static DataSource getDataSource() {
return dataSource;
}
/**
* 提供連接的方法
*
* @return
*/
public static Connection getConnection() throws SQLException {
return dataSource.getConnection();
}
}
其中，class.getClassLoader()就是類加載器的標誌了。Jvm設計之初就把加載動作放到外部實現，以便讓應用程序決定如何獲取所需的類，所以提供了3種類加載器：
1）啓動類加載器（Bootstrap ClassLoader）:加載jre/lib包下面的jar文件，比如說常見的rt.jar。
(java.time.*、java.util.*、java.nio.*、java.lang.*、java.text.*、java.sql.*、java.math.*等等都在rt.jar包下)
import java.net.URL;
/**
* 該程序可以獲得根類加載器所加載的核心類庫,
* 並會看到本機安裝的Java環境變量指定的jdk中提供的核心jar包路徑
*
*/
public class ClassLoaderTest {
public static void main(String[] args) {
URL[] urls = sun.misc.Launcher.getBootstrapClassPath().getURLs();
for (URL url : urls) {
System.out.println(url.toExternalForm());
}
}
}
2）擴展類加載器（Extension or Ext ClassLoader）:加載jre/lib/ext包下面的jar文件。由Java語言實現，父類加載器爲null。
3）應用類加載器（Application or App ClasLoader）:根據程序的類路徑（classpath）來加載Java類。由Java語言實現，父類加載器爲ExtClassLoader。
類加載器加載Class大致要經過如下8個步驟：
1、檢測此Class是否曾載入過(緩衝區中是否有此Class)，如果有直接進入第8步，否則進入第2步。
2、如果沒有父類加載器，則要麼Parent是根類加載器，要麼本身就是根類加載器，則跳到第4步，如果父類加載器存在，則進入第3步。
3、請求使用父類加載器去載入目標類，如果載入成功則跳至第8步，否則接着執行第5步。
4、請求使用根類加載器去載入目標類，如果載入成功則跳至第8步，否則跳至第7步。
5、當前類加載器嘗試尋找Class文件，如果找到則執行第6步，如果找不到則執行第7步。
6、從文件中載入Class，成功後跳至第8步。
7、拋出ClassNotFountException異常。
8、返回對應的java.lang.Class對象。
如果以上3種類加載器不能滿足要求，我們還可以自定義類加載器（繼承 java.lang.ClassLoader 類），它們的層級關係如圖：
這種層次關係就叫作雙親委派模型：如果一個類加載器收到了類加載請求，他首先不會嘗試自己去加載這個類，而是把這個請求委派給父類去完成，父類再委派父類，一直到最頂層的類加載器，因此所有的加載請求都應該傳送到啓動類加載器。只有當父類加載器反饋自己無法完成這個請求的時候（在它的加載路徑下沒有找到所需加載的Class），子類加載器纔會嘗試自己去加載。
採用雙親委派的好處是Java類隨着它的類加載器一起具備了一種帶有優先級的層次關係，保證Java程序的穩定性。比如加載位於rt.jar包中的類java.lang.Object，不管是哪個加載器加載這個類，最終都是委託給頂層的啓動類加載器進行加載，這樣就保證了使用不同的類加載器最終得到的都是同樣一個Object 對象。
所以，如果兩個類的加載器不同，即使兩個類來源於同一個字節碼文件，那這兩個類就必定不相等——雙親委派模型能夠保證同一個類最終會被特定的類加載器加載。