类加载原理

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类加载过程

类加载机制

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+ JVM把class文件加载到内存，并对数据进行校验、解析和初始化，最终形成JVM就可以直接使用的Java类型的过程。
+ 通俗来讲：例如：就是把一个Person.class文件变成我们想使用的Person类型

加载

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+ 将class文件字节码内容加载到内存中，并将这些静态数据转换成方法区中的运行时数据结构，
  在堆中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为方法区类数据的访问入口。
+ 注意：这个过程需要类加载器参与。
+ 过程：Person.class文件 -> 类加载器 -> Class对象(里面有方法区运行时的数据) -> 外部可以通过Class对象，作为操作类的入口。

链接

:将Java类的二进制代码合并到JVM的运行状态之中的过程

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+ `验证`确保加载的类符合JVM规范，没有安全方面的问题
+ `准备`正式为成员变量(static变量)分配内存并设置变量初始值的阶段，这些内存都将在方法区中进行分配。
+ `解析`JVM常量池内的符号引用替换为直接引用的过程

初始化

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+ 初始化阶段是执行类构造器(初始化方法)的过程。
  类构造器(初始化方法)是由编译器自动收集类中的所有成员变量的赋值动作和静态代码块中的语句合并产生的。
  静态代码块和静态成员变量，谁在上面先执行谁
  普通代码块和普通成员变量，谁在上面先执行谁
+ 初始化一个类，如果其父类没初始化，则先对父类初始化
+ JVM会包装一个类的(初始化方法)在多线程情况下呗正确加锁和同步

类的主动引用

(一定会发生类的初始化)

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+ new一个类的对象
+ 调用除了final修饰的类静态成员变量
+ 调用类的静态方法
+ 使用java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用
+ 启动main方法，会初始化main方法所在的类
+ 当初始化一个类，如果父类没初始化，则先初始化它的父类

类的被动引用

(不会发生类的初始化)

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+ 当访问一个静态域时，只有声明这个域的类才会被初始化
   * 如果你通过子类引用父类的静态变量，只有父类被初始化
+ 通过数组定义类的引用，不会被初始化
+ 引用常量不会触发类的初始化(常量在编译阶段就存入调用类的常量池中了)

类，实例初始化，方法重写

2020-07-14 11:18:10
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深入类加载器

类加载器的作用

【在上面我们已经讲到了】

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+ 将class文件字节码内容加载到内存中，并将这些静态数据转换成方法区中的运行时数据结构，
  在堆中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为方法区类数据的访问入口。
+ 注意：这个过程需要类加载器参与。
+ 过程：Person.class文件 -> 类加载器 -> Class对象(里面有方法区运行时的数据) -> 外部可以通过Class对象，作为操作类的入口。

类缓存

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+ 标注的Java SE类加载器可以按要求查找类，但一旦某个类被加载到类加载器中，它可将维持加载(缓存)一段时间。
  不过JVM垃圾收集器可以回收这些Class对象。

ClassLoader类介绍

java.class.ClassLoader

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* 作用
    + java.lang.ClassLoader类的基本职责就是根据一个指定的类的名称，找到或者生成其对应的字节代码，
      然后从这些字节代码中定义出一个Java类，即java.lang.Class类的一个实例。
    + 除此之外，ClassLoader还负责加载Java应用所需的资源，如图片，配置文件等...
* 相关方法
    + getParent()   返回该类加载器的父类加载器
    + loadClass(String name)    加载名称为name的类，返回的结果是java.lang.Class类的实例。
    + findClass(String name)    查找名称为name的类，返回的结果是java.lang.Class类的实例。
    + findLoadedClass(String name)  查找名称为name的已经被加载过的类，返回的结果是java.lang.Class类的实例。
    + defineClass(String name,byte[]b,int off,int len)将字节数组b中的内容转换为Java类，返回的结果是java.lang.Class类的实例。
    + resolveClass(Class<?> c)  链接指定的Java类。

*** 对于以上给出的方法，表示类名称的name参数的值是类的二进制名称。
    需要注意的是内部类的表示，如com.example.Sample$1和com.example.Sample$Inner等表示方法

类加载器的层次结构

(树状结构)

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* 1. 引导类加载器(bootstrap class loader)
    + 它用来加载Java的核心库(JAVA_HOME/jre/lib/rt.jar，或sun.boot.class.path路径下的内容)，
      是用原生代码(C语言)来实现的，并不继承自java.lang.ClassLoader
    + 也用来加载 扩展类和应用程序类加载器。并指定他们的父类加载器是当前加载器。
* 2. 扩展类加载器(extensions class loader)
    + 用来加载Java的扩展库(JAVA_HOME/jre/ext/*.jar，或java.ext.dirs路径下的内容)。
      JVM的实现会提供一个扩展库目录，该类加载器在此目录里面查找并加载Java类。
    + 由sun.misc.Launcher$ExtClassLoader实现
* 3. 应用程序类加载器(application class loader)
    + 它根据Java应用的类路径(classpath，java.class.path)路径的类
      一般来说，Java应用的类都是由它来完成加载的。
    + 由sun.misc.Launcher$AppClassLoader实现
* 4. 自定义类加载器
    + 开发人员可以通过继承java.lang.ClassLoader类的方式实现自己的类加载器，以满足一些特殊需求。

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类加载器的代理模式

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* 代理模式
    + 交给其他类加载器来加载指定的类
* 双亲委托机制
    + 就是某个特定的类加载器在接到加载类的请求时，首先将加载任务委托给父类加载器，依次追溯，
      直到最高的爷爷辈的，如果父类加载器可以完成类加载任务，就成功返回。
      只有父类加载器无法完成此加载任务时，才自己去加载。
    + 双亲委托机制是为了保证Java核心库的类型安全。
        * 如果你自己创建了java.lang的包，并在下面创建了Object类，这种机制就会让你无法使用到你自定义的java.lang.Object类。
    + 类加载器除了用于加载类，也是最基本的安全保障。
    * 说白了，就是从上面的树状结构从上往下进行加载。
*** 双亲委托继承是代理模式的一种
    + 并不是所有的类加载器都采用双亲委托机制。
    + Tomcat服务器的类加载器也使用代理模式，所不同的是它是首先尝试去加载某个类，
      如果找不到再代理给父类加载器。这与一般类加载器的顺序是相反的。

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自定义类加载器

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* 流程
    1. 继承：java.lang.ClassLoader
    2. 首先判断请求的类型是否已经被这个类加载器加载到命名空间中了，如果已经加载，直接返回。
    3. 委派类加载请求给父类加载器，如果父类加载器能够完成，则返回父类加载器的Class实例。
    4. 调用本地加载器的findClass方法，视图获取对应的字节码，
       如果获取到了，则调用defineClass方法导入类型到方法区；
       如果获取不到对应的字节码或其他原因失败，返回异常给loadClass，loadClass会转抛异常，终止整个加载过程。

*** 注意：被两个类加载器加载的同一个类，JVM不认为是相同的类。【下面会演示到】

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线程上下文类加载器

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Tomcat类加载机制

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OSGI

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