《深入理解Java虚拟机》- Java虚拟机是如何加载Java类的?

Java虚拟机是如何加载Java类的？这个问题也就是面试常问到的Java类加载机制。在年初面试百战之后，菜鸟喜鹊也是能把这流程倒背如流啊！但是，也只是字面上的背诵，根本就是像上学时背书考试一样。

tonight ！我们把它映射到实战里，看看如何用代码说明这个流程。

ready! go! ----------------在这之前还是搞点理论吧，不然又要先去百度加载机制流程了。

一、类加载机制（理论部分）

类加载机制有三大过程：加载、链接、初始化。其中链接又细分为验证、准备及解析。

Java语言的类型分为两大类：基本类型和引用类型。Java的基本类型是由Java虚拟机预先定义好的。而引用类型又分为：数组类、类、接口、泛型参数。在JVM中，只存在数组类、类、接口三类，而数组类是直接由Java虚拟机直接生成的，其他两类则有字节流而来。

字节流又是怎么来呢？最常见的还是从字节码文件而来（还可以从网络等而来）。所以，我就以字节码文件分析一下加载机制。

1.加载

加载是指查找字节流，并据此创建类的过程。对于数组类来说，它们是可以由Java虚拟机直接生成。而其他两类，却需要借助类加载器，Java虚拟机才能完成查找字节流的工作。

类加载器与类的关系就像是UI与效果图一样，需要将业务需求翻译成效果图。美丽的UI就是类加载器，效果图就是类。

类加载器有一个模型：双亲委派。

双亲委派模型是每次收到类加载请求时，先将请求委派给父类加载器完成，如果父类加载器无法完成加载，那么子类尝试自己加载

类加载器分为三种，启动类加载器、扩展类加载器、应用类加载器。

其中，

启动类加载器（Application ClassLoader）是负责加载最为基础、最为重要的类，即加载<JAVA_HOME>\lib目录下核心库

扩展类加载器的父类加载器是启动类加载器，扩展类加载器负责加载相对次要、但又通用的类，即加载<JAVA_HOME>\lib\ext目录下扩展包

应用类加载器的父类加载器是扩展类加载器，应用类加载器负责加载应用程序路径下的类，即用户路径(classpath)上指定的类库

这三者类加载器的关系可以这样描述：

每当类加载器接收到加载请求时，它会先将请求转发给父类加载器，在父类加载器中没有找到需要的类的情况下，该加载器才会尝试去加载。

比如，应用加载器接收到加载请求，会先去找父类加载器（扩展类加载器）里有没有需要的类，但该扩展类加载器顶头还有父类加载器（启动类加载器），所以还要去启动类加载器中查找是否存在需要的类，如果不存在，那扩展类加载器就会自己加载需要的类，然后把引用传递给应用加载器。

类加载器还有一个功能，就是提供命名空间的作用。

在Java虚拟机中，类的唯一性是由类加载器实例以及类的全名一同确定的。即便是同一串字节流，经过不同的类加载器加载，也会得到两个不同的类。（这里可以读者自己实现一下，用两个扩展类加载器加载同一个类，然后打印一下类信息就可以验证了）

2.链接

链接：将创建成的类合并至Java虚拟机中，使之能够执行的过程。（这里是下面代码要验证一个步骤）

链接分为验证、准备、解析。

验证的目的是为了让被加载的类能够满足Java虚拟机的约束。（关于约束条件，今天暂时不讲。）

准备的目的是为了被加载类的静态字段分配内存。（仅仅是分配内存，并没有在内存中写东西）除此之外，有些Java虚拟机还会用来实现虚方法的动态绑定的方法表。

下一步就是我们链接的重要步骤--解析

对于一个方法的调用，编译器会解析一个符号，这个符号能够无歧义地定位到具体的目标上。这个符号包含目标方法所在类的名字、目标方法的名字、接收的参数类型以及返回值类型的符号引用。

如果符号引用指向一个未被加载的类、字段、方法，那么这个解析将触发加载功能。

3.初始化