Java的编译、运行

概述

1. 编译：
   源文件由编译器编译成字节码文件，即.class文件；class文件是一种二进制文件，能够运行在java虚拟机(jvm)中。编译后的字节码文件主要分为两部分：常量池和方法字节码。常量池中记录的是类名、成员变量名和一些引用；方法字节码中存放的是类中各个方法的字节码。
2. 执行
   当需要用到一个类时，jvm便将该类经过编译后的.class文件加载到内存中，然后，找到其main函数(主函数入口)开始执行。

类的加载过程

JVM将类的加载过程分为三个步骤：装载(Load)、链接(Link)、初始化(Initialize)。其中，链接又分为验证、准备、解析。

• 装载：查找并加载类的二进制数据。
• 链接：
  
  1. 验证：确保被加载类的正确性。
  2. 准备：为类的静态变量分配内存，并将其初始化为默认值。
  3. 解析：把类中的符号引用转换为直接引用。
• 初始化：调用类的构造函数进行初始化。

需注意：
1. 验证是为了防止他人写.class文件对程序造成伤害。
2. 在没有初始化之前，已经为静态变量分配了内存，并且赋予其默认值。

类的初始化

类在什么时候会被初始化呢？
1. 创建类的实例，也就是new一个对象
2. 访问某个类或接口的静态变量，或者对该静态变量赋值
3. 调用类的静态方法
4. 反射(Class.forName())
5. 初始化一个类的子类（会首先初始化子类的父类）
6. JVM启动时标明的启动类，即文件名和类名相同的那个类

需注意：
1. 只有在这六种情况下，才会初始化一个类。
2. 调用Class.forName()时会初始化一个类，本文将着重介绍java的反射机制。

类加载器

类加载器简介

JVM有三种预定义类型类加载器：
启动类加载器(BootStarp)：引导类装入器是用本地代码实现的类装入器，它负责将 /lib 下面的类库加载到内存中。由于引导类加载器涉及到虚拟机本地实现细节，开发者无法直接获取到启动类加载器的引用，所以不允许直接通过引用进行操作。
标准扩展类加载器(Extension) :扩展类加载器是由 Sun 的 ExtClassLoader（sun.misc.Launcher$ExtClassLoader） 实现的。它负责将 < Java_Runtime_Home >/lib/ext 或者由系统变量 java.ext.dir 指定位置中的类库加载到内存中。开发者可以直接使用标准扩展类加载器。
系统类加载器(System):系统类加载器是由 Sun 的 AppClassLoader（sun.misc.Launcher$AppClassLoader）实现的。它负责将系统类路径（CLASSPATH）中指定的类库加载到内存中。开发者可以直接使用系统类加载器。

类加载双亲委托机制介绍与分析

通俗的讲，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，依次递归，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。

类加载器继承关系测试

关于类加载器的继承关系，下图是一张在其他资料上找来的图片。

测试代码：

public static void main(String[] args){        System.out.println(ClassLoader.getSystemClassLoader());        System.out.println(ClassLoader.getSystemClassLoader().getParent());        System.out.println(ClassLoader.getSystemClassLoader().getParent().getParent());}

输出结果：

sun.misc.Launcher$[e-mail]$ExtClassLoader@500c05c2null

说明：
1. 通过java.lang.ClassLoader.getSystemClassLoader()可以直接获取到系统类加载器。
2. 此处仅证明了系统类加载器的父类加载器是标准扩展类加载器，至于为什么标准扩展类加载器的父类是启动类加载器，此处没有证明，具体可打开参考资料里面的链接进行查看。

参考资料

• http://www.360doc.com/content/14/0218/23/9440338_353675002.shtml
• http://blog.csdn.net/gjanyanlig/article/details/6818655
• http://www.blogjava.net/zhuxing/archive/2008/08/08/220841.html