java类的加载过程以及类加载器的分析

java类的加载过程以及类加载器的分析

我们知道，我们写的java代码保存的格式是 .java， java文件被编译后会转换为字节码，字节码可以在任何平台通过java虚拟机来运行，这也是java能够跨平台的原因。

那JVM是如何来让我们写的java文件运行的呢？ 这个问题通常的问法好像是：类是如何被加载的。

记得第一次遇见这个问题的时候，同学给我的回答是：

1.虚拟机会加载JDK里类的核心包

2.虚拟机会加载JDKhttp://里类的扩展包

3.虚拟机会加载JDK里类的系统包

4.虚拟机再会加载我们写好的java类。

初学的时候，大家都这么说，好像也没发现什么错。 最近在浏览一些博客时看到一些更为详细的讲解，如java类加载全过程，该博文有一万多的点击，但感觉还是讲得不够详细，说了类的加载过程有哪些，但没有详细的展开，说了一些类初始化的细节。 在翻读《深入理解Java虚拟机》209-235页后，总结了其内容，谈谈自己对该部分的理解吧。

希望大家看了之后更能理解JVM的工作原理和java类的生产过程（类加载的过程）；

类从被加载到虚拟机类存中开始，到被卸载出内存为止，它的整个生命周期包括

加载 → 验证 → 准备 → 解析 → 初始化 → 使用 → 卸载 7个部分、

下面我就来详细的说说每个部分的详细过程，再补充一下双亲委派模型。

再次之前我想补充一个名词解释，类加载器：虚拟机把 实现 类加载阶段中的“通过一个类的全限定名来获取描述此类的二进制字节流” 这个过程的代码称为类加载器

1. 加载

加载只是类加载过程的一个阶段而已，但往往被大家弄成了这就是类的加载过程，所以才有了博文开头时同学给我的那个回答；

希望大家不要混淆出这个很相似的名词，从而对类加载有所误读。

1.JDK在执行程序运行命令时会去JRE目录中找到jvm.dll ， 并初始化JVM

这时会产生一个Bootstrap Loader（启动类加载器）

2.Bootstrap Loader 自动加载 Extended Loader（标准扩展类加载器）

3.Bootstrap Loader 自动加载 AppClass Loader（系统类加载器）

4.最后由 AppClass Loader 加载 我们指定（想要运行）的 java 类

这里可以提一下双亲委派模型加载类的方式：

实现双亲委派的代码都集中在java.lang.ClassLoader的 loadClass（）方法中， 源码我就不贴出来了；

其源码大概意思如下：

1.先检查此类是否被加载过，若没有加载则调用父加载器的loadClass（）方法，

2.若父加载器为空，则默认使用启动类加载器作为父加载器，

3.若父类加载失败，会抛出一个异常，然后再调用自己的findClass（）方法来进行加载；

结合第一步加载可以这么理解，

1.首先要启动→ 启动类加载器，这时会调用启动类加载器的父加载器，但由于启动类加载器时所有类的父加载器，

所以其父加载器为空（相当于Object是所有类的父类，这种感脚~），然后它就会调用自己的findClass方法来自启动加载 ；

2.标准扩展类加载器启动时就会借助其父类 启动类加载器 作为父加载器 来启动了；

3.系统类加载器启动时就会借助其父类 标准扩展类加载器 作为父加载器 来启动了；

4.最后我们编写的普通类就会借助其父类 系统类加载器 作为父加载器 来启动了；

2.验证

验证主要分为以下几个步骤：文件格式验证->元数据验证->字节码验证->符号引用验证

1.文件格式验证：主要是检查字节码的字节流是否符合Class文件格式的规范，验证该文件是否能被当前的 jvm 所处理，

如果没问题，字节里就可以进入方法区进行保存了；

2.元数据验证：对字节码描述的信息进行语义分析，保证其描述的内容符合java语言的语法规范，能被java虚拟机识别；

3.字节码验证：该部分最为复杂，对方法体内的内容进行验证，保证代码在运行时不会做出什么危害虚拟机安全的事件；

4.符号引用验证：来验证一些引用的真实性与可行性，比如代码里面引了其他类（符号中通过字符串描述的全限定名是否能找到对应的类），这里就要去检测一下那些来究竟是否存在；或者说代码中访问了其他类的一些属性，这里就对那些属性的可以访问行进行了检验。（这一步将为后面的解析工作打下基础）

多说两句。。。 我觉得这个验证就是看class文件符不符合 JVM 的胃口 ， 如果不符合 JVM 的胃口的话，无法完成加载，说明你写的代码 有毒.... 偷笑偷笑

3.准备

准备阶段会为类变量（指的是静态变量，这就是我们常说的，静态http://变量/方法 在类加载的时候就执行了，通过类名.静态**来调用）分配内存并设置类的初始值； 值得一提的是 如果有以下语句：

public static int i = 123 ;

在准备阶段的初始值是 0 ，而不是 123 ， 是因为此时 只是分配内存空间而已， 并没有对 i 进行初始化， 真正的对 i 赋值是在 初始化 阶段；

4.解析

1.类或接口的解析；

2.字段解析；

3.类方法解析；

4.接口方法解析；

此部分内容涉及 invokedynamic指令，静态、动态语音调用 不做展开

如果解析到代码内容有问题，解析不通过将会抛出异常！

5.初始化

类初始化阶段是类加载过程中的最后一步，这才是执行类中定义的java程序代码（也可以说是字节码）。

在准备阶段，已经为变量赋过一次系统要求的初始值，到了初始化阶段会根据程序员的要求出初始化变量赋值。

Java虚拟机没有严格约束什么时候开始类加载过程的第一阶段，但严格规定了有且只有5钟情况必须立即马上光速对类进行 初始化

当然加载、验证、准备需要在次之前，（解析也可以在初始化以后再开始~）

1.遇到new，get static，put static，invoke static这4条字节码指令时，假如类还没进行初始化，则马上对其进行初始化工作。

也就是三种情况：用new实例化一个对象时、读取或设置一个雷的静态字段时、执行静态方法时；

2.使用java.lang.reflect.*的方法对类进行反射调用时，如果类还没有进行过初始化，立即马上光速对其进行初始化！！！

3.初始化一个类的时候，如果其父类还没有被初始化，那么会先去初始化其父类；

4.当 JVM 启动时，用户需要指定一个要执行的主类（包含static void main（String 【】args）的那个类），则JVM会先去初始化这个类；

5.当使用JDK1.7 的动态语言支持时，如果一个java.lang.invoke.MethodHandle实力最后的解析结果为 get static，put static，invoke static 的方法句柄，并且这个方法句柄所对应的类没有进行过初始化，则需要先初始化；

小结：

介绍了类加载过程的 加载、验证、准备、解析、初始化、等5个阶段，以及虚拟机进行了哪些动作，简单叙述了类加载器的工作原理，如果有说得不妥当的地方，还以请大家批评指正，多多交流。

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