简单地聊一下java类加载机制

　　简单的聊一下java类加载机制
　　所谓越是基础的东西越重要，当我们在工作中涉及一些更高级的工作时候，往往对我们的基础要求也就更高。
　　而且有些面试官也会问道这个问题，如果回答不上面试官心理如下
　　什么是类加载
　　类的加载指的是将类的.class文件中的二进制数据读入到内存中，将其放在运行时数据区的 方法区 内，然后在 堆区 创建一个java.lang.Class对象，用来封装类在方法区内的数据结构。类的加载的最终产品是位于堆区中的Class对象，Class对象封装了类在方法区内的数据结构，并且向Java程序员提供了访问方法区内的数据结构的接口。
　　类加载器并不需要等到某个类被＂首次主动使用＂时再加载它，JVM规范允许类加载器在预料某个类将要被使用时就预先加载它，如果在预先加载的过程中遇到了.class文件缺失或存在错误，类加载器必须在程序首次主动使用该类时才报告错误（LinkageError错误）如果这个类一直没有被程序主动使用，那么类加载器就不会报告错误。
　　加载.class文件的方式
　　– 从本地系统中直接加载
　　– 通过网络下载.class文件
　　– 从zip，jar等归档文件中加载.class文件
　　– 从专有数据库中提取.class文件
　　– 将Java源文件动态编译为.class文件 类加载的过程
　　类的声明周期如下图
　　类加载的过程包括了加载、验证、准备、解析、初始化五个阶段。在这五个阶段中，加载、验证、准备和初始化这四个阶段发生的顺序是确定的，而解析阶段则不一定，它在某些情况下可以在初始化阶段之后开始，这是为了支持Java语言的运行时绑定（也成为动态绑定或晚期绑定）。注意这里的几个阶段是按顺序开始，而不是按顺序进行或完成，因为这些阶段通常都是互相交叉地混合进行的，通常在一个阶段执行的过程中调用或激活另一个阶段 加载： 查找并加载类的二进制数据 在加载阶段，虚拟机需要完成以下三件事情
　　1、通过一个类的全限定名来获取其定义的二进制字节流。
　　2、将这个字节流所代表的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构。
　　3、在Java堆中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为对方法区中这些数据的访问入口。
　　加载阶段是可控性最强的阶段，因为开发人员既可以使用系统提供的类加载器来完成加载，也可以自定义自己的类加载器来完成加载。加载阶段完成后，虚拟机外部的 二进制字节流就按照虚拟机所需的格式存储在方法区之中，而且在Java堆中也创建一个java.lang.Class类的对象，这样便可以通过该对象访问方法区中的这些数据。 验证： 验证是为了确保Class文件的字节流中包含的信息符合当前虚拟机的要求，并且不会危害虚拟机自身的安全。 验证阶段大致会完成4个阶段的检验动作：
　　文件格式验证 ：验证字节流是否符合Class文件格式的规范；
　　元数据验证 ：对字节码描述的信息进行语义分析（注意：对比javac编译阶段的语义分析），以保证其描述的信息符合Java语言规范的要求；
　　字节码验证 ：通过数据流和控制流分析，确定程序语义是合法的、符合逻辑的。
　　符号引用验证 ：确保解析动作能正确执行。
　　验证阶段是非常重要的，但不是必须的，它对程序运行期没有影响，如果所引用的类经过反复验证，那么可以考虑采用-Xverifynone参数来关闭大部分的类验证措施，以缩短虚拟机类加载的时间。 准备：为类的 静态变量 分配内存，并将其初始化为默认值 准备阶段是正式为类变量分配内存并设置类变量初始值的阶段，这些内存都将在方法区中分配。对于该阶段有以下几点需要注意：
　　1、这时候进行内存分配的仅包括类变量（static），而不包括实例变量，实例变量会在对象实例化时随着对象一块分配在Java堆中。
　　2、这里所设置的初始值通常情况下是数据类型默认的零值（如0、0L、null、false等），而不是被在Java代码中被显式地赋予的值。
　　这里要注意一点，比如
　　public static int x = 10;
　　在准备阶段的时候赋值的初始值为0（int 的默认值）而不是3 解析：把类中的符号引用转换为直接引用
　　解析阶段是虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程，解析动作主要针对类或接口、字段、类方法、接口方法、方法类型、方法句柄和调用点限定符7类符号引用进行。 符号引用 就是一组符号来描述目标，可以是任何字面量。直接引用就是直接指向目标的指针、相对偏移量或一个间接定位到目标的句柄。 初始化：为类的静态变量赋予正确的初始值，JVM负责对类进行初始化，主要对类变量进行初始化。 对类变量进行初始值设定有两种方式：
　　1、声明类变量是指定初始值
　　2、使用静态代码块为类变量指定初始值
　　JVM初始化步骤：
　　1、假如这个类还没有被加载和连接，则程序先加载并连接该类
　　2、假如该类的直接父类还没有被初始化，则先初始化其直接父类
　　3、假如类中有初始化语句，则系统依次执行这些初始化语句
　　类初始化时机：只有当对类的主动使用的时候才会导致类的初始化，类的主动使用包括以下六种：
　　1、创建类的实例，也就是new的方式
　　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（如Class.forName(＂com.shengsiyuan.Test＂)）
　　5、 初始化某个类的子类，则其父类也会被初始化
　　6、 Java虚拟机启动时被标明为启动类的类（Java Test），直接使用java.exe命令来运行某个主类
　　我们用一个图来简单地表示下大致的类加载过程
　　双亲委派先来了解下类加载器public class ClassLoaderTest {      public static void main(String[] args) {         ClassLoader loader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();         System.out.println(loader);         System.out.println(loader.getParent());         System.out.println(loader.getParent().getParent());     } }  // ------- 输出结果 ------- sun.misc.Launcher$AppClassLoader@64fef26a sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@1ddd40f3 nullBootstrap ClassLoader：根类（或叫启动、引导类加载器）加载器。
　　它负责加载Java的核心类（如String、System等）。它比较特殊，因为它是由原生C++代码实现的，并不是java.lang.ClassLoader的子类 Extension ClassLoader：扩展类加载器。
　　它负责加载JRE的扩展目录（%JAVA_HOME%/jre/lib/ext）中JAR包的类，我们可以通过把自己开发的类打包成JAR文件放入扩展目录来为Java扩展核心类以外的新功能。 Application ClassLoader：系统类加载器。
　　它负责在JVM启动时加载来自Java命令的-classpath选项、java.class.path系统属性，或CLASSPATH环境变量所指定的JAR包和类路径。 双亲委派
　　全盘负责：当一个类加载器加载某个Class时，该Class所依赖和引用的其它Class也将由该类加载器负责载入，除非显式的使用另外一个类加载器来载入。
　　双亲委派：当一个类加载器收到了类加载请求，它会把这个请求委派给父（parent）类加载器去完成，依次递归，因此所有的加载请求最终都被传送到顶层的启动类加载器中。只有在父类加载器无法加载该类时子类才尝试从自己类的路径中加载该类。（注意：类加载器中的父子关系并不是类继承上的父子关系，而是类加载器实例之间的关系。）
　　缓存机制：缓存机制会保证所有加载过的Class都会被缓存，当程序中需要使用某个类时，类加载器先从缓冲区中搜寻该类，若搜寻不到将读取该类的二进制数据，并转换成Class对象存入缓冲区中。这就是为什么修改了Class后需重启JVM才能生效的原因。