這期內(nèi)容當(dāng)中小編將會給大家?guī)碛嘘P(guān)java類加載機(jī)制和類加載器的使用方法，文章內(nèi)容豐富且以專業(yè)的角度為大家分析和敘述，閱讀完這篇文章希望大家可以有所收獲。

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一、類加載過程

1.加載

加載指的是將類的class文件讀入到內(nèi)存，并為之創(chuàng)建一個java.lang.Class對象，也就是說，當(dāng)程序中使用任何類時，系統(tǒng)都會為之建立一個java.lang.Class對象。

類的加載由類加載器完成，類加載器通常由JVM提供，這些類加載器也是前面所有程序運(yùn)行的基礎(chǔ)，JVM提供的這些類加載器通常被稱為系統(tǒng)類加載器。除此之外，開發(fā)者可以通過繼承ClassLoader基類來創(chuàng)建自己的類加載器。

通過使用不同的類加載器，可以從不同來源加載類的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，通常有如下幾種來源。

從本地文件系統(tǒng)加載class文件，這是前面絕大部分示例程序的類加載方式。

從JAR包加載class文件，這種方式也是很常見的，前面介紹JDBC編程時用到的數(shù)據(jù)庫驅(qū)動類就放在JAR文件中，JVM可以從JAR文件中直接加載該class文件。

通過網(wǎng)絡(luò)加載class文件。

把一個Java源文件動態(tài)編譯，并執(zhí)行加載。

類加載器通常無須等到“首次使用”該類時才加載該類，Java虛擬機(jī)規(guī)范允許系統(tǒng)預(yù)先加載某些類。

2.鏈接

當(dāng)類被加載之后，系統(tǒng)為之生成一個對應(yīng)的Class對象，接著將會進(jìn)入連接階段，連接階段負(fù)責(zé)把類的二進(jìn)制數(shù)據(jù)合并到JRE中。類連接又可分為如下3個階段。

1)驗(yàn)證：驗(yàn)證階段用于檢驗(yàn)被加載的類是否有正確的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并和其他類協(xié)調(diào)一致。Java是相對C++語言是安全的語言，例如它有C++不具有的數(shù)組越界的檢查。這本身就是對自身安全的一種保護(hù)。驗(yàn)證階段是Java非常重要的一個階段，它會直接的保證應(yīng)用是否會被惡意入侵的一道重要的防線，越是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)尿?yàn)證機(jī)制越安全。驗(yàn)證的目的在于確保Class文件的字節(jié)流中包含信息符合當(dāng)前虛擬機(jī)要求，不會危害虛擬機(jī)自身安全。其主要包括四種驗(yàn)證，文件格式驗(yàn)證，元數(shù)據(jù)驗(yàn)證，字節(jié)碼驗(yàn)證，符號引用驗(yàn)證。

四種驗(yàn)證做進(jìn)一步說明：

文件格式驗(yàn)證：主要驗(yàn)證字節(jié)流是否符合Class文件格式規(guī)范，并且能被當(dāng)前的虛擬機(jī)加載處理。例如：主，次版本號是否在當(dāng)前虛擬機(jī)處理的范圍之內(nèi)。常量池中是否有不被支持的常量類型。指向常量的中的索引值是否存在不存在的常量或不符合類型的常量。

元數(shù)據(jù)驗(yàn)證：對字節(jié)碼描述的信息進(jìn)行語義的分析，分析是否符合java的語言語法的規(guī)范。

字節(jié)碼驗(yàn)證：最重要的驗(yàn)證環(huán)節(jié)，分析數(shù)據(jù)流和控制，確定語義是合法的，符合邏輯的。主要的針對元數(shù)據(jù)驗(yàn)證后對方法體的驗(yàn)證。保證類方法在運(yùn)行時不會有危害出現(xiàn)。

符號引用驗(yàn)證：主要是針對符號引用轉(zhuǎn)換為直接引用的時候，是會延伸到第三解析階段，主要去確定訪問類型等涉及到引用的情況，主要是要保證引用一定會被訪問到，不會出現(xiàn)類等無法訪問的問題。

2)準(zhǔn)備：類準(zhǔn)備階段負(fù)責(zé)為類的靜態(tài)變量分配內(nèi)存，并設(shè)置默認(rèn)初始值。

3)解析：將類的二進(jìn)制數(shù)據(jù)中的符號引用替換成直接引用。說明一下：符號引用：符號引用是以一組符號來描述所引用的目標(biāo)，符號可以是任何的字面形式的字面量，只要不會出現(xiàn)沖突能夠定位到就行。布局和內(nèi)存無關(guān)。直接引用：是指向目標(biāo)的指針，偏移量或者能夠直接定位的句柄。該引用是和內(nèi)存中的布局有關(guān)的，并且一定加載進(jìn)來的。

3.初始化

初始化是為類的靜態(tài)變量賦予正確的初始值，準(zhǔn)備階段和初始化階段看似有點(diǎn)矛盾，其實(shí)是不矛盾的，如果類中有語句：private static int a = 10，它的執(zhí)行過程是這樣的，首先字節(jié)碼文件被加載到內(nèi)存后，先進(jìn)行鏈接的驗(yàn)證這一步驟，驗(yàn)證通過后準(zhǔn)備階段，給a分配內(nèi)存，因?yàn)樽兞縜是static的，所以此時a等于int類型的默認(rèn)初始值0，即a=0,然后到解析（后面在說），到初始化這一步驟時，才把a(bǔ)的真正的值10賦給a,此時a=10。

二、類加載時機(jī)

創(chuàng)建類的實(shí)例，也就是new一個對象

訪問某個類或接口的靜態(tài)變量，或者對該靜態(tài)變量賦值

調(diào)用類的靜態(tài)方法

反射（Class.forName("com.lyj.load")）

初始化一個類的子類（會首先初始化子類的父類）

JVM啟動時標(biāo)明的啟動類，即文件名和類名相同的那個類

除此之外，下面幾種情形需要特別指出：

對于一個final類型的靜態(tài)變量，如果該變量的值在編譯時就可以確定下來，那么這個變量相當(dāng)于“宏變量”。Java編譯器會在編譯時直接把這個變量出現(xiàn)的地方替換成它的值，因此即使程序使用該靜態(tài)變量，也不會導(dǎo)致該類的初始化。反之，如果final類型的靜態(tài)Field的值不能在編譯時確定下來，則必須等到運(yùn)行時才可以確定該變量的值，如果通過該類來訪問它的靜態(tài)變量，則會導(dǎo)致該類被初始化。

三、類加載器

類加載器負(fù)責(zé)加載所有的類，其為所有被載入內(nèi)存中的類生成一個java.lang.Class實(shí)例對象。一旦一個類被加載如JVM中，同一個類就不會被再次載入了。正如一個對象有一個唯一的標(biāo)識一樣，一個載入JVM的類也有一個唯一的標(biāo)識。在Java中，一個類用其全限定類名（包括包名和類名）作為標(biāo)識；但在JVM中，一個類用其全限定類名和其類加載器作為其唯一標(biāo)識。例如，如果在pg的包中有一個名為Person的類，被類加載器ClassLoader的實(shí)例kl負(fù)責(zé)加載，則該P(yáng)erson類對應(yīng)的Class對象在JVM中表示為(Person.pg.kl)。這意味著兩個類加載器加載的同名類：（Person.pg.kl）和（Person.pg.kl2）是不同的、它們所加載的類也是完全不同、互不兼容的。

JVM預(yù)定義有三種類加載器，當(dāng)一個 JVM啟動的時候，Java開始使用如下三種類加載器：

1)根類加載器（bootstrap class loader）:它用來加載 Java 的核心類，是用原生代碼來實(shí)現(xiàn)的，并不繼承自 java.lang.ClassLoader（負(fù)責(zé)加載$JAVA_HOME中jre/lib/rt.jar里所有的class，由C++實(shí)現(xiàn)，不是ClassLoader子類）。由于引導(dǎo)類加載器涉及到虛擬機(jī)本地實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，開發(fā)者無法直接獲取到啟動類加載器的引用，所以不允許直接通過引用進(jìn)行操作。

下面程序可以獲得根類加載器所加載的核心類庫,并會看到本機(jī)安裝的Java環(huán)境變量指定的jdk中提供的核心jar包路徑：

public class ClassLoaderTest { 
 public static void main(String[] args) { 
 URL[] urls = sun.misc.Launcher.getBootstrapClassPath().getURLs();
 for(URL url : urls){
 System.out.println(url.toExternalForm());
 }
 }
}

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標(biāo)題URL：http://www.chinadenli.net/article48/doejep.html

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