虚拟机类加载机制
类加载的时机
类从被加载到虚拟机内存开始，到卸载出内存开始，生命周期包括七个阶段
类加载工程
其中”验证“，”准备“，”解析“三个部分统称为连接(Linking)
对于初始化，虚拟机是严格规定了有且只有四种情况必须立即对类进行”初始化“
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1.遇到 new, getstatic, putstatic, 或invokestatic 这4条字节码指令，如果没有初始化则先初始化。这4条指令对应的java代码场景是：
- 使用 new 关键字实例化对象的时候
- 读取或设置一个类的静态字段(被final修饰，已在编译期把结果放入常量池的静态字段除外)
- 调用一个类的静态方法的时候
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2.使用 java.long.reflect包的方法对类进行反射调用，如果类没有初始化则先初始化
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3.当初始化类时，如发现父类没有初始化，则先初始化父类
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4.当虚拟机启动，用户需要指定一个执行的主类(包含main()方法的那个类)，虚拟机会先初始化这个主类。
这四种场景称为对一个类进行主动引用。除此之外所有引用称为被动引用，都不会触发初始化。
下面的代码是被动引用的例子
package org.fenixsoft.classloading;
/**
* 被动使用类字段演示一：
* 通过子类引用父类的静态字段，不会导致子类初始化
**/
public class SuperClass {
static {
System.out.println("SuperClass init!");//会输出
}
public static int value = 123;
}
public class SubClass extends SuperClass {
static {
System.out.println("SubClass init!");//不会输出
}
}
/**
* 非主动使用类字段演示
**/
public class NotInitialization {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(SubClass.value);
}
}
上面代码只触发父类初始化，子类不会初始化。对于静态字段，只有直接定义这个字段的类才会被初始化。
package org.fenixsoft.classloading;
/**
* 被动使用类字段演示二：
* 通过数组定义来引用类，不会触发此类的初始化
**/
public class NotInitialization {
public static void main(String[] args) {
SuperClass[] sca = new SuperClass[10];
}
}
上述代码没有输出"SuperClass init!".这段代码触发了名为”[Lorg.fenixsoft.classloading.SuperClass“的类的初始化，这不是合法的类名称，是由java虚拟机自动生成的，直接继承与Object的子类，创建动作由字节码指令newarray触发。
这个类代表了一个元素类型为”org.fenixsoft.classloading.SuperClass"的一维数组。
package org.fenixsoft.classloading;
/**
* 被动使用类字段演示三：
* 常量在编译阶段会存入调用类的常量池中，本质上没有直接引用到定义常量的类，因此不会触发定 义常量的类的初始化。
**/
public class ConstClass {
static {
System.out.println("ConstClass init!");//不会输出
}
public static final String HELLOWORLD = "hello world";
}
/**
* 非主动使用类字段演示
**/
public class NotInitialization {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(ConstClass.HELLOWORLD);
}
}
上述代码没有输出”ConstClass init!“因为在编译阶段将此常量的值"hello world"存储到NotInitialization类的常量池中了。对常量ConstClass.HELLOWORLD的引用转化成NotInitialization类对自身常量池的引用了。也就是说NotInitialization的class文件之中没有ConstClass类的符号引用入口，这两个类在编译成class之后就不存在任何联系了。
接口与类加载的过程有不同，主要区别在于：
- 当一个类在初始化时，要求其父类进行初始化。但是当一个接口在初始化时，并不要求其父接口全部都完成初始化，只有在真正使用到父接口的时候(如引用接口中定义的常量)才会初始化。
类加载器
类与类加载器
比较两个类是否"相等"，只有在这两个类是由同一个类加载器加载的前提下才有意义。否则即使两个类是来源同一个class文件，只要加载它们的类加载器不同，那两个类就必定不相等。
这里的”相等“包括代表类的class对象的equals()方法，isAssignableFrom(), isInstance()方法的返回结果，也包括了使用instanceof关键字做对象所属关系判定等情况。
/**
* 类加载器与instanceof关键字演示
*
* @author zzm
*/
public class ClassLoaderTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
ClassLoader myLoader = new ClassLoader() {
@Override
public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
try {
String fileName = name.substring(name.lastIndexOf(".") + 1) + ".class";
InputStream is = getClass().getResourceAsStream(fileName);
if (is == null) {
return super.loadClass(name);
}
byte[] b = new byte[is.available()];
is.read(b);
return defineClass(name, b, 0, b.length);
} catch (IOException e) {
throw new ClassNotFoundException(name);
}
}
};
Object obj = myLoader.loadClass("org.fenixsoft.classloading.ClassLoaderTest").newInstance();
System.out.println(obj.getClass());
System.out.println(obj instanceof org.fenixsoft.classloading.ClassLoaderTest);
}
}
运行结果：
class org.fenixsoft.classloading.ClassLoaderTest
false
虚拟机中存在两个ClassLoaderTest类，类加载器不同。
双亲委派模型
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启动类加载器(Bootstrap ClassLoader): C++语言实现，是虚拟机自身的一部分。负责将存放在<JAVA_HOME>\lib目录中的类库加载到虚拟机内存中。启动器类加载器无法被java程序直接引用。
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扩展类加载器(Extension ClassLoader): 负责加载<JAVA_HOME>\lib\ext目录中的，或者被java.ext.dirs系统变量所指定的路径中的所有类库，开发者可直接使用扩展类加载器。
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应用程序类加载器(Application ClassLoader)：由于这个类加载器是ClassLoader中的getSystemClassLoader()方法的返回值，所以一般也称为系统类加载器。它负责加载用户类路径(ClassPath)上所指定的类库，开发者可直接使用这个类加载器。如果应用程序中没有自定义过自己的类加载器，一般情况下这个就是程序中默认的类加载器。
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自定义类加载器
模型
- 流程是当一个classlaoder尝试加载一个类时，它会先抛给父加载器，一层层的往上抛，抛到最上层启动类加载器。如果启动类加载器无法加载，这时会自上而下的抛给其他类加载器，直到可以加载为止
双亲委派模型的实现
protected synchronized Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException {
//首先，检查请求的类是否已经被加载过了
Class c = findLoadedClass(name);
if (c == null){
try{
if (parent != null){
c = parent.loadClass(name,false);
}else {
c = findBootstrapClassOrNull(name);
}
}catch(ClassNotFoundException e){
//如果父类加载器抛出异常
//说明父类加载器无法完成加载请求
}
if(c == null){
//在父类加载器无法加载的时候
//再调用本身的findClass方法来进行类加载
c = findClass(name);
}
}
if (resolve){
resolveClass(c);
}
return c ;
}
参考：
《深入理解java虚拟机》周志明 著
