从源码理解类加载
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· 2021-07-14
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从源码理解类加载
我们都知道，我们得java程序得运行，实际是根据面向对象编程得原理，为一个个类创建对象，对象们协同工作，完成了程序得运行！
但是这些类，说到底是一个个得文件，二进制的class，如何变成为jvm所用的对象呢？，我们称之为类加载！看classloader偶有心得，随笔以记！
1 类加载原理（双亲委派机制）
说到双亲委派机制，那就祭出一张十分眼熟得图！
这是一张很简单易懂得图！就是类加载是有父子关系得，当接受到类加载请求时，都是先去找自己得“爸爸”类加载去完成加载，找到则返回，找不到则跑错！可参考下图源码理解：
上图得这段代码就是classload种得loadClass方法实现！上图可见，根据一个name加载类时，第一步会根据name得到一个锁，保证类加载得并发安全！第二步就是判断父类加载器是否为空，如果不为空，这调用父类加载得loadClass方法加载，如果为空，则第三步使用根加载器BootStrap根据名称加载，如果以上步骤完成后，依然没加载到类，在第四步调用findClass(name),实际是抛出一个 ClassNotFoundException（name）的异常！
类加载器主要有四种，根加载，扩展加载，应用加载，自定义加载，其父子顺序主要可见 sun.misc.Lancher中代码：
在Lancher的构造函数中，首先创建了ExtClassLoader 扩展加载，没有传递parent加载器，则为根加载器BootStrap加载器为parent，而后又将ExtClassLoader 做为parent属性，用以创建了AppClassLoader应用加载！
在Lancher中有一个根目录属性 bootClassPath，通过 System.getProperty("sun.boot.class.path"); 如果将其打印，可以发现是jdk下的lib下的一些jar包和classee目录！在Lancher中的静态内部类ExtClassLoader 实现了扩展加载，在调用getExtClassLoader时会调用createExtClassLoader方法给单例模式的ExtClassLoader instrance创建，在createExtClassLoader方法中可见调用了 getExtDirs（）方法，实际是通过System.getProperty("java.ext.dirs")获取扩展加载的类，打印可见该目录是jre\lib\ext目录。
在Lancher的静态内部类 AppClassLoader中实现了应用加载，在调用 getAppClassLoader方法获取应用加载器的代码中可见调用了System.getProperty("java.class.path") 获取了开发人员指定的resource路径或默认路径。
在这个完整的模式下，加载的类可以被它的类加载器缓存，没必要重复加载，同时，如果定义了同一个名称的两个类，也只会加载一个，保证了安全。
通过阅读ClassLoader的代码可见，自定义类加载，实现ClassLoader即可，通过调用loadclass实现类加载！如果想打破双亲委派加载模型，在自己重写的loadClass方法中实现即可。
那么把一个class文件从jar包中读取生成class对象，又可见以下图：
加载: 通过类的全限定名获取二进制字节流，把这个字节流代表的静态存储结构转化为方法区的运行时数据接口，在内存中创建一个Class对象作为方法区内这个类的访问入口。
验证：1 文件格式验证：
a class文件以0xCAFEBABE（咖啡baby）开头
b 版本号是否在当前虚拟机可接受范围
c 常量池中常量是否有不支持的类型
........
2 元数据验证 ：主要是验证语义，语法是否复合java语言规范，比如 是否有父类，父类是否是被final修饰过，如果不是抽象类，是否已完全实现抽象方法等
3 字节码验证 : 主要是验证语义预发是否合乎逻辑，注意，是逻辑，不同2中的规范。比如long类型数据被以int加载到本地
4 符合引用验证，验证类中用到的引用是否自己有通过全限定名访问的权限
准备：为类中定义的静态变量分配内存
解析：解析内部的字段和方法，把符号引用替换为直接引用
初始化 ：静态变量获取到了指定句柄，既指定值，执行静态代码。
以上为类加载的过程，那合适会出发类加载呢？有以下条件触发：
1 遇到new getstatic putstatic invokestatic四个指令时，如果没有初始化，则需要触发初始化。这4个指令通常是new 实例化对象，读取或设置static属性，调用静态方法是。
2 对一个类使用反射包下方法调用时
3 初始化一个类，但是发现起父类没有初始化时
4 虚拟机启动时，执行一个主类
作者 | 斯人已戒
来源 | https://www.cnblogs.com/huqk-nn/p/15003344.html
