這期內(nèi)容當(dāng)中小編將會(huì)給大家?guī)?lái)有關(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(guò)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(gè)java.lang.Class對(duì)象，也就是說(shuō)，當(dāng)程序中使用任何類時(shí)，系統(tǒng)都會(huì)為之建立一個(gè)java.lang.Class對(duì)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(guò)繼承ClassLoader基類來(lái)創(chuàng)建自己的類加載器。

通過(guò)使用不同的類加載器，可以從不同來(lái)源加載類的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，通常有如下幾種來(lái)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(shí)用到的數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)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(guò)網(wǎng)絡(luò)加載class文件。

把一個(gè)Java源文件動(dòng)態(tài)編譯，并執(zhí)行加載。

類加載器通常無(wú)須等到“首次使用”該類時(shí)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(gè)對(duì)應(yīng)的Class對(duì)象，接著將會(huì)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(gè)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(duì)C++語(yǔ)言是安全的語(yǔ)言，例如它有C++不具有的數(shù)組越界的檢查。這本身就是對(duì)自身安全的一種保護(hù)。驗(yàn)證階段是Java非常重要的一個(gè)階段，它會(huì)直接的保證應(yīng)用是否會(huì)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(huì)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(hào)引用驗(yàn)證。

四種驗(yàn)證做進(jìn)一步說(shuō)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(hào)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(duì)字節(jié)碼描述的信息進(jìn)行語(yǔ)義的分析，分析是否符合java的語(yǔ)言語(yǔ)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(yǔ)義是合法的，符合邏輯的。主要的針對(duì)元數(shù)據(jù)驗(yàn)證后對(duì)方法體的驗(yàn)證。保證類方法在運(yùn)行時(shí)不會(huì)有危害出現(xiàn)。

符號(hào)引用驗(yàn)證：主要是針對(duì)符號(hào)引用轉(zhuǎn)換為直接引用的時(shí)候，是會(huì)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(huì)被訪問到，不會(huì)出現(xiàn)類等無(wú)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(hào)引用替換成直接引用。說(shuō)明一下：符號(hào)引用：符號(hào)引用是以一組符號(hào)來(lái)描述所引用的目標(biāo)，符號(hào)可以是任何的字面形式的字面量，只要不會(huì)出現(xiàn)沖突能夠定位到就行。布局和內(nèi)存無(wú)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(lái)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(yǔ)句：private static int a = 10，它的執(zhí)行過(guò)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(guò)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(shí)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(shuō)），到初始化這一步驟時(shí)，才把a(bǔ)的真正的值10賦給a,此時(shí)a=10。

二、類加載時(shí)機(jī)

創(chuàng)建類的實(shí)例，也就是new一個(gè)對(duì)象

訪問某個(gè)類或接口的靜態(tài)變量，或者對(duì)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(gè)類的子類（會(huì)首先初始化子類的父類）

JVM啟動(dòng)時(shí)標(biāo)明的啟動(dòng)類，即文件名和類名相同的那個(gè)類

除此之外，下面幾種情形需要特別指出：

對(duì)于一個(gè)final類型的靜態(tài)變量，如果該變量的值在編譯時(shí)就可以確定下來(lái)，那么這個(gè)變量相當(dāng)于“宏變量”。Java編譯器會(huì)在編譯時(shí)直接把這個(gè)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(huì)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(shí)確定下來(lái)，則必須等到運(yùn)行時(shí)才可以確定該變量的值，如果通過(guò)該類來(lái)訪問它的靜態(tài)變量，則會(huì)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(gè)java.lang.Class實(shí)例對(duì)象。一旦一個(gè)類被加載如JVM中，同一個(gè)類就不會(huì)被再次載入了。正如一個(gè)對(duì)象有一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)一樣，一個(gè)載入JVM的類也有一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)。在Java中，一個(gè)類用其全限定類名（包括包名和類名）作為標(biāo)識(shí)；但在JVM中，一個(gè)類用其全限定類名和其類加載器作為其唯一標(biāo)識(shí)。例如，如果在pg的包中有一個(gè)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(duì)應(yīng)的Class對(duì)象在JVM中表示為(Person.pg.kl)。這意味著兩個(gè)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(gè) JVM啟動(dòng)的時(shí)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(lái)加載 Java 的核心類，是用原生代碼來(lái)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(wú)法直接獲取到啟動(dòng)類加載器的引用，所以不允許直接通過(guò)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(kù),并會(huì)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.rwnh.cn/article48/doejep.html

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