深入理解java虚拟机-读书笔记4-虚拟机类加载机制

虚拟机把描述类的数据从Class文件加载到内存，并对数据进行校验、转换解析和初始化，最终形成可以被虚拟机直接使用的java类型，这就是类加载机制。

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类加载的时机：

下面5中情况必须立即对类进行”初始化”（加载、验证、准备自然需要在此之前开始）：

1. 遇到new、getstatic、putstatic、invokestatic这4个字节码指令时。即使用new实例化对象、读取类的静态字段、调用类的静态方法的时候。
2. 使用java.lang.reflect包的方法进行反射调用时，如果类没有进行过初始化，需要先出发初始化。
3. 初始化一个类时，发现其父类还没进行过初始化，需要先出发父类的初始化。
4. 虚拟机启动时，需要指定一个要执行的主类先进行初始化（包含main方法的那个类）。
5. 当使用动态语言支持时，java.lang.invoke.MethodHandle实例解析结果的方法句柄所对应的类没有进行过初始化时。
   

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类加载过程

1. 加载
   完成3件事情：
   
   • 通过类的全限定名获得此类的二进制字节流
   • 将二进制流代表的静态结构转换为方法区的运行时结构
   • 内存中生成一个代表这个类的class对象，作为方法区这个类的各种数据的访问入口
2. 验证
   连接阶段的第一步，为了确保Class文件的字节流中包含的信息符合虚拟机的要求。
   
   • 文件格式验证：是否以魔数开头、主次版本号是否在当前虚拟机处理范围内、常量池的常量中是否有不被支持的常量类型等。
   • 元数据验证：这个类是否有父类、父类是否继承了不允许被继承的类、如果不是抽象类是否实现了父类的所有方法等。
   • 字节码验证：保证方法体的类型转换时有效的、保证跳转指令不会跳转到方法体之外等。
   • 符号引用验证：通过字符串描述的全限定名是否能找到对应的类、访问权限是否可以被当前的类访问等。
3. 准备
   正式为类变量分配内存并设置类变量初始值的阶段。
4. 解析
   将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程。
   
   • 符号引用：描述所引用目标的字面量，虚拟机间通用，因为描述在class文件中。可以定位到目标即可，目标不需已经存在在内存中。
   • 直接引用：可以是指向目标的指针、偏移量或间接的句柄。和虚拟机的内存布局有关，将符号引用翻译过来的直接引用，在各虚拟机中可能不同。翻译成直接饮用后，指向的目标必须已经存在在内存。
5. 初始化
   准备阶段已经为变量赋初始化值，这个阶段是按照程序员的计划区初始化类变量和其他资源。就是执行类构造器()方法的过程。

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类加载器
比较两个类是否“相等”，只有在这两个类是被同一个类加载器加载的前提下才有意义，否则，即使这两个类来自同一个Class文件，被同一个虚拟机加载，只要加载它们的类加载器不同，这两个类就必定不相等。

双亲委派模型：

1. 启动类加载器：加载存放在%JAVA_HOME%\lib目录下的类库
2. 扩展类加载器：加载%JAVA_HOME%\lib\ext目录下的类库，开发者可以直接使用扩展类加载器

3. 应用程序类加载器：也成为系统类加载器。记载用户类路径（ClassPath）上指定的类库

   双亲委派模型的工作过程：当一个加载器接到一个加载请求时，先不处理，而是交给父加载器处理，层层上交，直到启动类加载器。父类不能加载时，才会让子类加载。好处是类随着加载器具有了优先级。比如自定义一个java.lang.Object类，加载时会先交到启动加载器，启动加载器会加载java中的Object，自定义的那个永远无法被加载。这就防止了重名导致的高优先级的类无法使用。