Java 虚拟机的类加载机制

我们通常编写一个.java文件，然后通过编译器生成.class文件，然后JVM去运行它们。这其中就有JVM怎样去加载一个类的？一个类从上到下是怎样开始进行解析的？

Java 虚拟机与程序的生命周期，也就是JVM在什么情况下结束生命周期：

1.我们调用 Systen.exit() 这段代码

2.程序正常执行结束

3.程序子啊执行过程中遇到了异常或错误而异常终止，平时我们所说的carsh

4.操作系统出现错误而导致JVM进程终止

类的加载、连接和初始化

类的加载

类的加载就是查找并加载类的二进制数据到内存里面（.class文件）

JVM规范允许加载器在预料某个类将要被使用是就预先加载它，如果在预先加载的过程中遇到了.class文件缺少或者存在错误，类加载器就会在程序首次主动使用该类时才会报告错误（LinkageError错误）。

如果这个类一直没有被主动使用，那么类加载器就不会报告错误。

Java程序对类的使用可分为2种：主动使用和被动使用

主动使用（六种）

1.创建类的实例（new对象）

2.访问某个类或接口的静态变量，或者对该类的静态变量赋值

3.调用类的静态方法

4.初始化一个类的子类

5.反射

6.Java虚拟机启动时被标明为启动类的类

所有不是主动使用的都是被动使用。

类的加载指的是将类的.class文件中的二进制数据读取到内存中，将其放在运行时数据区的方法区中，然后在堆区创建一个java.lang.Class对象，用来封装类在方法区中的数据结构。

类的连接

1.类的验证

类被加载后，就进入到连接阶段，连接就是将已经读入到内存的类的二进制数据合并到虚拟机的运行时环境中去。

类的验证的内容：

1.类文件的结构检查

2.语义检查

3.字节码验证（怕恶意写的.class，带病毒入侵）

4.二进制兼容性的验证

2.类的准备

在准备阶段，Java虚拟机为类的静态变量分配内存，并设置默认的初始值。

例如，对以下的Simple类。在类的准备阶段，将用int类型的静态变量a分配4个字节的内存空间，并且赋予默认值0，为long类型的静态变量b分配8个字节的内存空间，并且赋予默认值0。

public class Simple {
private int a = 1;
private static long b;
static {
b = 2;
}
...
}

3.类的解析

在解析阶段，Java虚拟机会把类的二进制数据中的符号引用替换为直接引用。也就是把符号引用替换为一个指针，改指针指向xxx的内存位置，这个指针就是直接引用。

类的初始化

在初始化阶段，Ja虚拟机执行初始化语句，为类的静态变量赋予初始值。在程序中，静态变量的初始化途径有2种：（1）在静态变量的声明处进行初始化（2）在静态代码块中进行初始化

静态变量的声明语句以及静态代码块被看作类的初始化语句，Java虚拟机会按照初始化语句在类文件的先后顺序来依次执行它们。

类的初始化步骤：

1.假如这个类还没有被加载和连接，那就先进行加载和连接

2.假如类存在直接的父类并且这个父类还没有被初始化，那就先初始化直接的父类

3.假如类中存在初始化语句，那就依次执行这些初始化语句

被动使用不会导致类的初始化。所有Java虚拟机的实现都是必须在每个累或接口被Java程序首次主动使用是才开始初始化它们。调用ClassLoader类的loadClass（）方法加载一个类，并不是对类的主动使用，不会导致类的初始化的

程序中对子类的主动使用，会导致父类被初始化。但对父类的主动使用不会对子类进行初始化。

类的初始化时机：当Java虚拟机初始化一个类时，要求它的父类都已经被初始化，但是这条规则并不适用于接口。在初始化一个类时，并不会初始化它所实现的接口。在初始化一个接口时，并不会初始化它的父接口。因此，一个父接口并不会因为它的子接口或者实现类的初始化而初始化。只有当程序首次使用特定接口的静态变量时，才会导致改接口的初始化。

只有当程序访问的静态变量或静态方法确实在当前类或当前接口中定义时，才可以认为对类或接口的主动使用。

类加载器

1.Java虚拟机自带的类加载器

根类加载器（BootStrap）：使用C++编写的，程序员无法在Java代码中获取该类。没有父加载器，也没有继承ClassLoader类。

扩展类加载器（Extension）:Java代码实现，可以得到该类。父加载器是根类加载器。

系统类加载器（System）：Java代码实现，可以得到该类。加载器是扩展类加载器。

2.用户自定义的类加载器

都是继承java.lang.ClassLoader类。

它们之间不是继承关系。

Class类

getClassLoader()方法：如果是根类加载器，返回的就是null

loadClass() 方法：加载指定的一个类

类加载器的父委托机制？自定义类加载器？运行时包？