JVM类加载机制入门总结

类加载过程示意图



（第一写有图片的博客，居然还加上了cdsn的水印，看起来确实有点不舒服）

1.1 加载

所谓的类加载，第一步自然是加载了，vm将成功编译的.class文件加载到内存中，并将这些静态数据转换成方法区中的运行时数据，在堆中生成一个代表这个类的Java.lang.Class对象，作为方法区的类数据的访问入口。

1.2 链接

链接分成三个步骤：

① 验证：确保加载的类信息符合JVM规范，没有安全方面的问题；

② 准备： 正式为类变量（static 变量）分配内存并设置类变量初始值在方法区中分配内存；

③ 解析： vm
常量池内的符号引用替换为直接引用

1.3 初始化

① 执行类构造器<clinit>()方法，类构造器方法是由编译器自动收集类中的所有类变量的赋值动作和静态语句块中的语句合并产生的。

② 当初始化一个类的时候，如果发现其父类还没进行初始化则要先发出其父类初始化的信号；

③ JVM 会保证一个类的<clinit>()；方法在多线程环境中被正确的加锁和同步。

④ 当访问一个Java类的静态域时，只有正真声明这个域的类才会被初始化。

之后的两步我不做考虑。现在用代码来说明类的加载机制：

1. 做一个简单的内存分析图片来分析jvm的内存结构，表述字节文件和常量池等在内存中所处的位置与联系。



结合上图： 当类加载时类加载器会加载字节文件到内存当中， 因为静态属性和静态代码块是属于类的，所以带static修饰的就被初始化了，但是初始化并不是盲目初始化，vm对类进行初始化时有以下几点：

package com.wupanhua.Test;

public class Son {

public static void main(String[] args) {
Daughter d = new Daughter();
Daughter da = new Daughter();
}

}

class Daughter {

static {
System.out.println("static block says: luoyuan ,the most beautiful girl!");
}

public Daughter() {
System.out.println("construct say : hello yuan !");
}

}

//  输出的结果是：
//  static block says: luoyuan ,the most beautiful girl!
//  construct say : hello yuan !
//  construct say : hello yuan !

第一种情况： 单纯的引用类型声明并不会引起类的初始化，当new一个对象时会引起被new的类初始化，需要注意的是，创建对象并不能多次引发类的初始化，类始终只会初始化一次所以正如看到的 当 Daughter第二次被new的时候只能输出construct say ：hello yuan！ 而并不能次输出静态代码块中的语句。

package com.wupanhua.Test;

public class Son {

public static void main(String[] args) {

System.out.println(Daughter.count);
System.out.println(Daughter.number);
}

}

class Daughter {

public static int number = 80;
public static final int count = 100;

static {
System.out.println("static block says: luoyuan ,the most beautiful girl!");
}

public Daughter() {
System.out.println("construct say : hello yuan !");
}

}

//  输出的结果是：
//  100
//  static block says: luoyuan ,the most beautiful girl!
//  80

第二种情况，当调用类的静态成员时类会被初始化，值得一说的是类成员时是由上而下开始收集静态动作的。所以要是在static 代码块中从新对number赋值，输出来的number值是会被改变的。 再回到代码上来说，我在主方法中是先调用了一个类中的final修饰的属性，结构Daughter并没有被初始化。所以我么总结出：当调用类的静态成员时，该类会被初始化除去被final修饰的成员之外。

package com.wupanhua.Test;

public class Son {

public static void main(String[] args) {

try {
Class clazz = Class.forName("com.wupanhua.Test.Daughter");
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}

}

class Daughter {

public static int number = 80;
public static final int count = 100;

static {
System.out.println("static block says: luoyuan ,the most beautiful girl!");
}

public Daughter() {
System.out.println("construct say : hello yuan !");
}

}

//  输出的结果是：

//  static block says: luoyuan ,the most beautiful girl!

第三种情况： 就是反射！ 从上两张图来看，当类开始进入第一阶段时（加载），会在堆中产生一个代表该类的Java.lang.Class 对象。反射就是使用这个类来实现的（还有java.lang.reflect下的）。诚然反射是打破了封装，但是反射的意义是在于更灵活的实现代码功能。

package com.wupanhua.Test;

public class Son extends Father{

public static void main(String[] args) {

System.out.println(Son.count);

}

}

class Father {

public static int number = 80;
public static final int count = 100;

static {
System.out.println("static block says: luoyuan ,the most beautiful girl!");
}

public Father() {
System.out.println("construct say : hello yuan !");
}

}

//  输出的结果是：

//  static block says: luoyuan ,the most beautiful girl!
//  100

第四种情况： 子类中调用了父类的成员，父类会告知需要初始化。这个很简单，一目了然。

第五种： 自然是main方法被调用的时候啦。

以上的五种情况统称为 类的主动引用（会发生初始化），当然不会发生初始化的自然就叫做 被动应用。这里不做代码描述。

三种类的加载器

上文已经很清楚的描述了类的加载过程，但是并没有提到类的加载器，到底什么是类的加载器呢？类的加载器分三种再次用图来表示：



注：这个图只是简单的描述了五种类加载器的继承结构，并不完全。

1. Bootstrap ClassLoader（引导类加载器）：作为JVM的一部分无法在应用程序中直接引用，由C/C++实现。负责加载

①<JAVA>/jre/lib目录 或 ②-Xbootclasspath参数所指定的目录 或 ③系统属性sun.boot.class.path指定的目录 中特定名称的jar包

在JVM启动时将通过Bootstrap ClassLoader加载rt.jar，并初始化sun.misc.Launcher从而创建Extension ClassLoader和System ClassLoader实例，和将System ClassLoader实例设置为主线程的默认Context ClassLoader（线程上下文加载器）。

注意：Bootstrap ClassLoader只会加载特定名称的类库，如rt.jar等。假如我们自己定义一个jar类库丢进<JAVA_HOME>/jre/lib目录下也不会被加载的！

2. Extension ClassLoader（扩展类加载器）：仅含一个实例，由 sun.misc.Launcher$ExtClassLoader 实现，负责加载
①<JAVA_HOME>/jre/lib/ext目录 或

②系统属性java.ext.dirs所指定的目录 中的所有类库。

3. App/System ClassLoader（系统类加载器）：仅含一个实例，由 sun.misc.Launcher$AppClassLoader 实现，可通过 java.lang.ClassLoader.getSystemClassLoader 获取。

负责加载 ①系统环境变量ClassPath 或

②-cp 或 ③系统属性java.class.path 所指定的目录下的类库。

4. Custom ClassLoader（用户自定义类加载器）：可同时存在多个用户自定义的类加载器，具体如何定义请参考后文。

除了上面的4种类加载器外，JDK1.2开始引入了另一个类加载器——Context ClassLoader（线程上下文加载器）。

5. Context ClassLoader（线程上下文加载器）：默认为System ClassLoader，可通过Thread.currentThread().setContextClassLoader(ClassLoader)来设置，可通过ClassLoader Thread.currentThread().getContextClassLoader()来获取。每个线程均将Context ClassLoader预先设置为父线程的Context
ClassLoader。该类加载器主要用于打破双亲委派模型，容许父类加载器通过子类加载器加载所需的类库。

摘自：五种类加载器：http://www.cnblogs.com/fsjohnhuang/p/4284515.html ;尊重原创，详细内容请看链接。