类加载机制

1.HotSpot虚拟机

Sun/Oracle公司的HotSpot虚拟机，在java运行时按需加载class，在需要用到该类的时候加载这个类。

2.类的加载过程

1. 加载（Loading）

   加载classpath、jar包、网络、磁盘位置下的读取class文件二进制流,在内存中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象放入元空间（即本地内存，好处在于加载类的数量不会占用java堆），可以自定义类加载器来实现类的加载

2. 验证（Verification）

   验证class文件的字节流中包含的信息是否符合java虚拟机规范，确保虚拟机安全

3. 准备（preparation）

   类变量赋默认值，java final修饰值赋值成正式值

4. 解析（Resolution）

   符号引用翻译为直接引用

5. 初始化（Initilization）

   类的初始化，调用类的静态属性与静态方法，new创建一个对象，反射API调用都会触发类的初始化，一个类初始化时，其父类也会被初始化

6. 使用（using）

   使用类，调用类的属性与方法

7. 卸载（Unloading）

   卸载条件：

   • 该类所有实例都已经被GC
   • 加载该类的ClassLoad已经被GC
   • 该类的java.lang.Class对象没有在任何地方被引用

3.类的初始化过程

1. 父类–静态变量（静态初始化阶段）
2. 父类–静态初始化块（静态初始化阶段）
3. 子类–静态变量（静态初始化阶段）
4. 子类–静态初始化块（静态初始化阶段）
5. 父类–变量（初始化阶段）
6. 父类–初始化块（初始化阶段）
7. 父类–构造器（初始化阶段）
8. 子类–变量（初始化阶段）
9. 子类–初始化块（初始化阶段）
10. 子类–构造器（初始化阶段）

4.类加载器

1. 启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）: C语言实现，虚拟机自身的一部分

   加载{java_home}/jre/lib/rt.jar、resources.jar、charsets.jar,以及被-Xbootclasspath参数所指定的路径中存放的类库

2. 其他类加载器： java语言实现，独立于虚拟机，可以继承抽象类java.lang.ClassLoader

   • ExtensionClassLoader(扩展类加载器): {java_home}/jre/lib/ext
   • AppClassLoader(应哟程序类加载器): 加载用户类路径(即classPath)上所有的类库

5.类加载的双亲委派模型

• 自底向上检查是否加载成功 （custom ClassLoader -> AppClassLoader -> ExtensionClassLoader -> Bootstrap ClassLoader ）
• 自顶向下尝试加载

双亲委派模型：

​ 一个类加载器收到了类加载的请求，首先会委派给父加载器去完成，直到最顶层Bootstrap ClassLoader中开始加载，父类无法找到类时，下一层的类才会尝试自己加载。

双亲委派模型的优点：

• 确保安全，防止JDK核心类库被修改
• 避免重复加载
• 保证类的唯一性

如何打破双亲委派模型：

自定义类加载器，重写loadclass方法

双亲委派模型实现

通过ClassLoader中的loadClass方法

1. loadClass： 进行类加载
2. findClass： 根据名称加载.class字节码
3. definclass: 把字节码转化为class

public abstract class ClassLoader {
	protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
        throws ClassNotFoundException {
        synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
            //查看class是否已经被加载，若被加载返回类的class，否则为null
            Class<?> c = findLoadedClass(name);
            if (c == null) {
                long t0 = System.nanoTime();
                try {
                    //判断是否存在双亲
                    if (parent != null) {
                        //委派双亲加载类
                        c = parent.loadClass(name, false);
                    } else {
                        //没有双亲，即Bootstrap加载器
                        c = findBootstrapClassOrNull(name);
                    }
                } catch (ClassNotFoundException e) {
                   //捕获ClassNotFoundException异常
                }
				
                //如果还为null,即父类没有加载到该类
                if (c == null) {
                    long t1 = System.nanoTime();
                    //尝试自己加载
                    c = findClass(name);

                    //类加载统计
                    PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
                    PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
                    PerfCounter.getFindClasses().increment();
                }
            }
            //是否解析类
            if (resolve) {
                resolveClass(c);
            }
            return c;
        }
    }
}

JVM参数