什么是JVM的類加載機制

這篇文章主要介紹“什么是JVM的類加載機制”，在日常操作中，相信很多人在什么是JVM的類加載機制問題上存在疑惑，小編查閱了各式資料，整理出簡單好用的操作方法，希望對大家解答”什么是JVM的類加載機制”的疑惑有所幫助！接下來，請跟著小編一起來學習吧！

JVM中類的生命周期包括7個階段，加載、準備、驗證、解析、初始化、使用、卸載。其中準備、驗證、解析被歸為連接階段。

加載

jvm在這個階段完成的工作

• 通過類名獲取類的二進制字節流

• 將這個字節流所代表的靜態存儲結構轉化為方法區的運行時數據結構

• 在堆中生成一個代表該類的java.lang.class對象，作為訪問類在方法區中數據的入口

在這個階段開發者可以控制二進制字節流的獲取，也就是可以通過自定義的類加載器做自己定制化的操作。

驗證

顧名思義，驗證被加載的類的正確性。

• 文件格式驗證：驗證字節流是否符合Class文件格式的規范；例如：是否以 0xCAFEBABE開頭

• 元數據驗證：對字節碼描述的信息進行語義分析，以保證其描述的信息符合Java語言規范的要求

• 字節碼驗證：通過數據流和控制流分析，確定程序語義是合法的、符合邏輯的。

• 符號引用驗證：確保解析動作能正確執行

準備

為類的 靜態變量分配內存，并將其初始化為默認值

• 只分配靜態變量內存

• 初始化默認值是類型的默認值（即int:0、boolean:false...），不是代碼顯示設置的初始值

• 如果是final static修飾的變量則會賦值為代碼中的初始值（即：final static int val=3,這時val賦值為3，而不是0）

解析

把類中的符號引用轉換為直接引用符號引用就是一組符號來描述目標（例如：ArrayList）。直接引用就是直接指向目標的指針、相對偏移量或一個間接定位到目標的句柄。

初始化

類變量的初始化

• 定義類變量時初始化

• 靜態代碼塊初始化

觸發類初始化的場景

• 創建類實例，即new對象

• 訪問靜態變量

• 訪問靜態方法

• 反射調用（即Class.forName("com.xxx.Obj")，Obj類被初始化）

• 子類被初始化則父類被初始化

類加載器

• 啟動類加載器（BootStrap ClassLoader）：負責加載jrelib下或者-Xbootclasspath 參數指定的路徑下的能被jvm識別的類庫。開發者無法直接使用

• 拓展類加載器（Extension ClassLoader）：sun.misc.Launcher$ExtClassLoader,它負責加載 jrelibext目錄中，或者由 java.ext.dirs系統變量指定的路徑中的所有類庫。開發者可以直接使用。

• 應用類加載器（Application ClassLoader）：sun.misc.Launcher$AppClassLoader,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

• 自定義類加載器（Custom ClassLoader）：用戶可以自定義類加載器

雙親委派模型

雙親委派模型的實現，當一個類加載器需要加載類時，會把這個任務委派給父級類加載器，依次向上，倒頂層啟動類加載器為止，如果父級無法加載，再自己處理加載。雙親委派模型的好處是，保證同一類環境中只有一個相同的類。也就是說JVM中判斷是否是同一個類的條件是，是否相同的類加載器，類本身相同。代碼示例：

public class ClassLoaderTest {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException {
        // 使用ClassLoaderTest的類加載器加載本類

        Object obj1 = ClassLoaderTest.class.getClassLoader().loadClass("com.ognice.ClassLoaderTest").newInstance();
        System.out.println(obj1.getClass().getClassLoader());
        System.out.println(obj1 instanceof ClassLoaderTest);

        // 使用自定義類加載器加載本類
        ClassLoader customClassLoader = new ClassLoader() {
            @Override
            public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
                System.out.println("custom classloader loading " + name);
                String fileName = name.substring(name.lastIndexOf(".") + 1) + ".class";
                InputStream stream = getClass().getResourceAsStream(fileName);
                if (stream == null) {
                    return super.loadClass(name);
                }
                try {
                    byte[] b = new byte[stream.available()];
                    stream.read(b);
                    return defineClass(name, b, 0, b.length);
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                // 父級找class
                return super.loadClass(name);
            }
        };
        Object obj2 = customClassLoader.loadClass("com.ognice.ClassLoaderTest").newInstance();
        System.out.println(obj2.getClass().getClassLoader());
        System.out.println(obj2 instanceof ClassLoaderTest);
    }

}

執行結果

sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
true
custom classloader loading com.ognice.ClassLoaderTest
custom classloader loading java.lang.Object
custom classloader loading java.lang.ClassLoader
custom classloader loading com.ognice.ClassLoaderTest$1
com.ognice.ClassLoaderTest$1@277c0f21
false

到此，關于“什么是JVM的類加載機制”的學習就結束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實踐的搭配能更好的幫助大家學習，快去試試吧！若想繼續學習更多相關知識，請繼續關注億速云網站，小編會繼續努力為大家帶來更多實用的文章！