虚拟机类加载机制

虚拟机的类加载机制：

虚拟机把描述类的数据从Class文件加载到内存，并对数据进行校验，转换解析和初始化，最终形成可以被虚拟机直接使用的java类型。

总结以下知识点：

在Java语言中，类的加载连接初始化过程都是在程序运行期间完成的。

1 类加载的时机：

类从被加载到虚拟机内存中开始，到卸载出内存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个阶段，验证，准备，解析统称为连接。

5种情况必须对类进行初始化

（1）遇到new，putstatic，getstatc，invokestatic这4条字节码指令时。如果类没有进行初始化，，则需要先触发其初始化。

（2）使用java.lang,reflct包的方法对类进行反射调用的时候，如果类没有进行过初始化，则需要先触发其初始化。

（3）当初始化一个类时，如果发现其父类还么有进行过初始化，则要先触发其父类的初始化。

（4）当虚拟机启动时，用户需要指定一个要执行的主类（包含manin方法的那个类），虚拟机会先初始化这个主类

（5）当使用JDK1.7的动态语言支持时，如果一个java.lang.invoke.MethodHandle实例最后的解析结果为REF_getStatic,REF_putStatic,REF_invokeStatic的方法句柄，并且这个方法举兵对应的类没有经过初始化，则要先触发其初始化。

2 类加载的过程

1.加载

加载是类加载的一个阶段，在加载过程中，虚拟机主要完成以下三件事：

（1）通过一个类的全限定名来获取定义此类的二进制字节流。

（2）将这个字节流代表的静态储存结构转化为方法区的运行时数据结构。

（3）在内存中生成一个代表这个累的java.lang.Class对象，作为方法区的这个类的各种数据的访问入口。

2.验证

验证是连接阶段的第一步，这一阶段的目的是为了确保Class文件的字节流中包含的信息符合当前虚拟机的要求，并不会危害虚拟机自身的安全。从总体上看，验证阶段大致会完成4个阶段的检验工作：文件格式检验，元数据验证，字节码验证，符号引用验证。

3.准备

准备阶段是正式为类变量分配内存并设置类变量初始值的阶段，这些变量所使用的内存都将在方法区中进行分配。（注意是类变量进行初始化0值，而不是给类变量赋我们定义的值，假设有一个类变量定义为：

public static int value=123;

变量value在准备阶段后的初始值为0，而不是123，因为此时尚未执行任何java方法
）

4.解析

解析阶段是虚拟机将常量池内的符号引用转换为直接引用的过程。

5.初始化

初始化阶段，才真正开始执行类中定义的Java程序代码（或者说是字节码）

3 类与类加载器

类加载器虽然只用于实现类的加载动作，但他在java程序中起到的作用远不限于类的加载作用，对于任意一个类，都需要由加载它的类加载器和这个类本身一同确立在Java虚拟机中的唯一性，每一个类加载器，都拥有一个独立的空间名称。这句话表达的更通俗一些：比较2个类是否相等，只有2个类是由同一个类加载器加载的前提下才有意义，否则，即使这2个类来源于同一个Class文件，被同一个虚拟机加载，只要加载他们的类加载器不同，那么这2个类必定不相等。

4双亲委派模型

从Java虚拟机的角度来讲，只有2中不同的类加载器（Bootstrap ClassLoader）：一种是启动类加载器，使用c++语言实现,是虚拟机自身的一部分；；另一种就是其他的类加载器，这些类加载器都由java实现，独立于虚拟机外部，并且全部继承自抽象类java.lang.ClassLoader

从开发者的角度来看，绝大部分Java程序都会用到以下3种系统提供的类加载器：
1 启动类加载器，
2 扩展类加载器，
3 应用程序类加载器

双亲委派模型的工作流程：

如果一个类加载器收到了类加载的请求，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把这个请求委派给父类加载器去完成，每一个层次的类加载器都是如此，因此所有的加载请求最终都应该传送到顶层的启动类加载中，只有当父加载器反馈自己无法完成这个加载请求时，子加载器才会尝试自己去加载。

使用双亲委派模型加载的好处：

Java类别随着他的类加载器一种带优先级的层次关系。例如：java.lang.Object类，它存放在rt.jar中，无论哪一个类加载器加载这个类，最终嗾使委派给模型最顶端的启动类加载器进行加载，因此Object类在程序的各种类加载器环境中都是同一个类。（如果没有这种机制测不一定是同一个类）

参考书籍：《深入理解java虚拟机》