Class 装载系统

Class 装载系统

一.Class 文件的装载流程
    1.加载 class 文件的流程：加载 -->连接（验证，准备，解析）--> 初始化
      只有被 JAVA 虚拟机装载的 Class 类型才能在程序中使用
    2.类装载的条件 ：Class 只有在使用的时候才会被java虚拟机加载，使用Class 的情况：
        a.创建一个类的实例时，比如使用了 new 关键字，或者通过反射，克隆，反系列化
        b.调用了类的静态方法的时候，即使用了字节码的 invokestatic 指令
        c.使用了类或接口的静态字段（final常量除外），比如使用了getstatic 或者 putstatic指令
        d.使用了java.lang.reflect 包中的方法反射类的方法时
        e.初始化子类时，要求先初始化父类
        f.作为启动虚拟机，含有 main（） 方法的那个类
    注意：只有主动使用的类才会被java虚拟机初始化，只有初始化的类才能够使用。不被使用的类可能会被加载
          在不会被初始化 ， 可以使用  -XX:+TraceClassLoading  参数，查看类是否被加载 。
          被 final 修饰的常量，直接放在常量池中，不会引起类的加载
    3.加载类：类装载的第一阶段，在加载类时必须呀完成如下工作
        a.通过类的全类名，获取类的二进制数据流
        b.解析二进制数据流为方法去内的数据结构
        c.创建java.lang.Class 类的对象，表示该类型
      java 虚拟机可通过文件系统读入一个Class 后缀的文件，或者可能是 jar 或者 zip 等归档数据包
    4.验证类 ：当类加载到文件系统中，就开始连接操作了，验证就是连接操作的第一步。目的是保证加载的
               字节码是合法、合理并符合规范的。
        a.必须判断类的二进制数据是否是符合格式要求和规范
        b.对字节码进行语意的检查
        c.对字节码进行验证，字节码的验证是验证过程中最为复杂的一个过程
        d.还将进行符号引用的验证
    5.准备：当一个类通过验证时。虚拟机就会进入准备阶段，在这个阶段，虚拟机就会诶这个类分配内存空间
        并设置初始值
    注意：java 并不支持 boolean 类型，对于 boolean 类型，内部是现实 int ，由于 int 默认值是0，
          故对应的，boolean 的默认值就是 false
    6.解析类：将类、接口、字段和方法的符号引用转为直接引用
      符号引用：一些字面量的引用，和虚拟机的内部数据结构和内存布局无关
      直接引用：符号引用转变为目标方法在类中方法表中的位置，从而使得方法被成功调用
    7.初始化：是类装载的最后一个阶段，如果前面的步骤都没有问题，那表示类就可以顺利的装载到系统中
      注意：子类的 static 块优先级高于父类
            类的加载也有可能会引起线程的死锁问题

二.ClassLoader ：是 java 的核心组件，所有的 Class 都是有 ClassLoader 加载，ClassLoader 通过各种方式将
         Class 信息的二进制流读入系统，然后交给 java 虚拟机进行连接、初始化等操作。
    1.类的加载
      双亲加载机制
    2.ClassLoad 的分类
      a.BootStrap ClassLoader 启动类加载器 ：加载核心类
      b.Extension ClassLoader 扩展类加载器 ：加载 %JAVA_HOME%/lib/*.jar 中的java类
      c.App ClassLoader 系统类加载器    ： 加载用户类
     注意：
        检查类是否存在，自底向上检查类是否加载
        加载类，自顶向下加载
      java 类的核心类，基本都是由 BootStrap ClassLoader 加载的
    3.ClassLoader 的双亲委托模式
        系统判断当前类是否已经被加载的时候，如果该类没有被加载，系统会尝试加载该类，在
        加载该类的时候，会请双亲处理，如果双亲请求失败，则会自己加载。
      注意：
          判断类是否加载的时候，应用加载器会顺着双亲路径往上判断，直到启动类加载器
          但是启动类不会往上询问，这个委托路线是单向的
    4.双亲委托模式的弊端
      检查类是否已经被加载的委托过程是单向的，就会导致顶层的 ClassLoader 无法访问底层的
      ClassLoader 所加载的类
    5.双亲委托模式的补充
      在 java 平台中 ，把核心类（rt.jar）中提供外部服务，可有应用层自行实现接口，通常
      可以称为 Service Provider Interface 即SPI
    6.突破双亲模式
      双亲模式的类加载模式是虚拟机的默认行为，但并非不许这样做，通过重载 ClassLoader
      可以修改该行为。很多软件就修改了这种行为，比如 TomCat
      自定义自己的 ClassLoader 加载器 ，当顶层 ClassLoader 判断返回对象是 null 则
      颠倒默认的加载顺序
    7.热替换 （需要重载 ClassLoader ）
      在程序运行过程中，不停止服务，只通过替换程序文件来修改程序的行为
      在这里需要注意的是，由不同的ClassLoader 加载同名类 属于不同的类型，不能相互的
      转化和兼容