类加载机制

一个类的整个生命周期如下：

.class文件需要加载进虚拟机中，才能运行和使用这些.class文件。加载的过程，就是把.class文件加载到内存，根据.class文件在内存中创建Class对象，并对数据进行校验、解析、初始化，最终形成虚拟机可以直接使用的Java类型，这也是Java虚拟机的类加载机制。

类加载具体分为3个步骤，如下：

1. 加载：查找字节码，并在内存中创建一个Class对象。

2. 连接：验证类中的字节码，为新对象分配内存，并将变量的值设置为系统默认的初始值。

3. 初始化：按照程序员的意愿进行初始化。

类加载是由类加载器完成的，选择用哪个类加载器来加载类是使用双亲委派机制来确定的。

小纸条

数组类型不通过类加载器创建，它由 Java 虚拟机直接创建。

1. 类加载过程

上图中黄色背景中的部分是类加载所需要进行的操作。

2. 什么时候会加载类

第一次使用到类的时候（比如创建类的实例、要加载子类前需要先加载父类、用到类的静态方法等）会加载类，不使用不会提前加载。

3. 用什么加载类?-类加载器

JVM中内置了三个重要的 ClassLoader，除了 BootstrapClassLoader其他类加载器均由 Java 实现且全部继承自java.lang.ClassLoader：

1. BootstrapClassLoader(启动类加载器) ：最顶层的加载类，由 C++实现，负责加载 %JAVA_HOME%/lib目录下的 jar 包和类或者被 -Xbootclasspath参数指定的路径中的所有类。

2. ExtensionClassLoader(扩展类加载器) ：主要负责加载 %JRE_HOME%/lib/ext 目录下的jar 包和类，或被 java.ext.dirs 系统变量所指定的路径下的 jar 包。

3. AppClassLoader(应用程序类加载器) ：面向我们用户的加载器，负责加载当前应用 classpath 下的所有 jar 包和类。

4. 选择类加载器的规则-双亲委派机制

4.1 双亲委派模型

每一个类都有一个对应它的类加载器。系统中的类加载器在协同工作的时候会默认使用 双亲委派模型。

1. 判断。在类加载的时候，系统会首先判断当前类是否被加载过。已经被加载的类会直接返回，否则才会尝试加载。

2. 向上委派。加载的时候，首先会把该请求委派给父类加载器的 loadClass() 处理，因此所有的请求最终都应该传送到顶层的启动类加载器 BootstrapClassLoader 中。

3. 向下加载。当父类加载器无法处理时，才由自己来处理。当父类加载器为 null 时，会使用启动类加载器 BootstrapClassLoader 作为父类加载器。

4.2 好处

• 防止加载同一个 .class 文件

• 保证核心 API不被篡改

双亲委派模型保证了 Java程序的稳定运行，可以防止加载同一个 .class 文件，避免类的重复加载。也保证了 Java 的核心 API 不被篡改。

小纸条

如何判断两个 class 是否相同？？

JVM在判定两个class是否相同时，不仅要判断两个类名是否相同，而且要判断是否由同一个类加载器实例加载的

4.3 如何打破双亲委派

如果我们想自己写一个类加载器来加载这个类，而不是通过系统默认的类加载器来加载的话。就要自定义一个类加载器，重写loadClass()。双亲委派机制是通过类加载器 ClassLoader 中的 loadClass() 实现的。

• 在自定义类加载器的时候，如果不想打破双亲委派，只重写 findClass() 。

• 如果想打破双亲委派，重写 loadClass() 。

典型的打破双亲委派的框架和中间件是 Tomcat 和 osgi 。