JVM原理之类加载器

JVM体系结构大概分为三部分：

(1)类加载器，用来加载.class文件

(2)执行引擎，用来执行字节码文件或本地方法

(3)运行时数据区,包括堆、栈、方法区、pc寄存器、本地方法栈

虚拟机怎样把类装载进来的呢？

要经过三步：装载（Load）-> 链接（Link）-> 初始化（Initializ）。

其中链接又可分为校验（Verify），准备（Prepare），解析（Resolve）三步。

类加载器：

JVM类加载整体分为三步分

装载：将字节码文件装载到JVM中，由类名、包名通过ClassLoader进行装载。同样，通过类名、包名、ClassLoader ID来区分已经装载的字节码文件

链接：负责对字节码文件进行校验、初始化装载类中的静态变量、解析类中调用的类或接口

在对字节码文件校验之后，初始化类中的静态变量，为其付为默认值。然后开始检验类中的属性和方法，以确保属性和方法的存在，以及对应的权限是否复合。

初始化：初始化过程会执行静态代码块、构造方法、以及静态属性的初始化。一般在以下情况执行初始化：调用了new、通过反射执行了类中的方法、子类调用了初始化、JVM过程指定的初始化类

JVM类加载器顺序：

JVM包括两种类装载器：启动类装载器和用户自定义类装载器

启动类装载器是JVM实现的一部分；用户自定义类装载器是java程序的一部分，必须是ClassLoader的子类

类的加载过程首先需要检验该类是否被加载了，检验类的加载过程是自底向上，只要某个ClassLoader以加载，就视为该类已经被加载了，这样保证每个类只被加载一次避免重复加载。而类的加载过程是自顶向下的。

                               （图片来源：http://blog.csdn.net/cutesource/article/details/5904542）

Bootstrap ClassLoader：

是JVM的的根ClassLoader，使用C++编写的。在启动JVM的时候加载此类，由此类加载$JAVA_HOME下的jre/lib/rt.jar的所有class文件的加载，这个jar包，包括了java规范定义 的所有接口和实现。

Extension ClassLoader：

负责加载java中一些扩展功能的jar包，包括$JAVA_HOME下的jre/lib/*.jar和-Djava.ext.dirs指定的jar包

App ClassLoader(System ClassLoader)

否则加载启动参数指定的classpath下的jar包和文件夹下面的class

Custom ClassLoader

是java开发人员通过集成ClassLoader自行实现的ClassLoader，可以用来加载非classpath下的jar包。在tomcat或者jboss下也会根据j2ee规范实现ClassLoader。

JVM执行引擎

类执行原理：

JVM是基于栈来执行.class，当线程在创建后会产生程序计数器(PC)和栈(Stack)。计数器负责记录下一次要执行的指令在方法中的偏移量，而在栈中存放的是一个个栈帧，每个栈帧对应着每个方法每次调用。每个栈帧又是由局部变量区和操作数栈组成，局部变量区用来存放方法中的局部变量和参数，操作数栈用来存放执行过程产生的中间结果。