Java类加载过程

类从被加载到JVM中开始，到卸载为止，整个生命周期包括：加载、验证、准备、解析、初始化、使用和卸载七个阶段。

其中类加载过程包括加载、验证、准备、解析和初始化五个阶段。

类加载器的任务就是根据一个类的全限定名来读取此类的二进制字节流到JVM中，而后转换为一个与目标类对应的java.lang.Class对象实例。
BootstrapClassLoader、ExtClassLoader和AppClassLoader
defineClass方法将字节码的byte数组转换为一个类的class对象实例，若是但愿在类被记载到JVM时就被连接，那么能够调用resolveClass方法。

 

自定义类加载器须要继承抽象类ClassLoader，实现findClass方法，该方法会在loadClass调用的时候被调用，findClass默认会抛出异常。

findClass方法表示根据类名查找类对象
loadClass方法表示根据类名进行双亲委托模型进行类加载并返回类对象
defineClass方法表示跟根据类的字节码转换为类对象

 

双亲委托模型，约定类加载器的加载机制

当一个类加载器接收到一个类加载的任务时，不会当即展开加载，而是将加载任务委托给它的父类加载器去执行，每一层的类都采用相同的方式，直至委托给最顶层的启动类加载器为止。若是父类加载器没法加载委托给它的类，便将类的加载任务退回给下一级类加载器去执行加载。

双亲委托模型的工做过程是：若是一个类加载器收到了类加载的请求，它首先不会本身去尝试加载这个类，而是把这个请求委托给父类加载器去完成，每个层次的类加载器都是如此，所以全部的加载请求最终都应该传送到顶层的启动类加载器中，只有当父类加载器反馈本身没法完成这个加载请求（它的搜索范围中没有找到所须要加载的类）时，子加载器才会尝试本身去加载。
使用双亲委托机制的好处是：可以有效确保一个类的全局惟一性，当程序中出现多个限定名相同的类时，类加载器在执行加载时，始终只会加载其中的某一个类。

使用双亲委托模型来组织类加载器之间的关系，有一个显而易见的好处就是Java类随着它的类加载器一块儿具有了一种带有优先级的层次关系。例如类java.lang.Object，它存放在rt.jar之中，不管哪个类加载器要加载这个类，最终都是委托给处于模型最顶端的启动类加载器进行加载，所以Object类在程序的各类加载器环境中都是同一个类。相反，若是没有使用双亲委托模型，由各个类加载器自行去加载的话，若是用户本身编写了一个称为java.lang.Object的类，并放在程序的ClassPath中，那系统中将会出现多个不一样的Object类，Java类型体系中最基础的行为也就没法保证，应用程序也将会变得一片混乱。若是本身去编写一个与rt.jar类库中已有类重名的Java类，将会发现能够正常编译，但永远没法被加载运行。


双亲委托模型对于保证Java程序的稳定运做很重要，但它的实现却很是简单，实现双亲委托的代码都集中在java.lang.ClassLoader的loadClass()方法中，逻辑清晰易懂：先检查是否已经被加载过，若没有加载则调用父类加载器的loadClass()方法，若父加载器为空则默认使用启动类加载器做为父加载器。若是父类加载器加载失败，抛出ClassNotFoundException异常后，再调用本身的findClass方法进行加载。

 

 

1、加载
简单的说，类加载阶段就是由类加载器负责根据一个类的全限定名来读取此类的二进制字节流到JVM内部，并存储在运行时内存区的方法区，而后将其转换为一个与目标类型对应的java.lang.Class对象实例（Java虚拟机规范并无明确要求必定要存储在堆区中，只是hotspot选择将Class对戏那个存储在方法区中），这个Class对象在往后就会做为方法区中该类的各类数据的访问入口。
2、连接
连接阶段要作的是将加载到JVM中的二进制字节流的类数据信息合并到JVM的运行时状态中，经由验证、准备和解析三个阶段。
1）、验证
验证类数据信息是否符合JVM规范，是不是一个有效的字节码文件，验证内容涵盖了类数据信息的格式验证、语义分析、操做验证等。
格式验证：验证是否符合class文件规范
语义验证：检查一个被标记为final的类型是否包含子类；检查一个类中的final方法视频被子类进行重写；确保父类和子类之间没有不兼容的一些方法声明（好比方法签名相同，但方法的返回值不一样）
操做验证：在操做数栈中的数据必须进行正确的操做，对常量池中的各类符号引用执行验证（一般在解析阶段执行，检查是否经过富豪引用中描述的全限定名定位到指定类型上，以及类成员信息的访问修饰符是否容许访问等）

 

 

2）、准备
为类中的全部静态变量分配内存空间，并为其设置一个初始值（因为尚未产生对象，实例变量不在此操做范围内）
被final修饰的静态变量，会直接赋予原值；类字段的字段属性表中存在ConstantValue属性，则在准备阶段，其值就是ConstantValue的值
3）、解析
将常量池中的符号引用转为直接引用（获得类或者字段、方法在内存中的指针或者偏移量，以便直接调用该方法），这个能够在初始化以后再执行。
能够认为是一些静态绑定的会被解析，动态绑定则只会在运行是进行解析；静态绑定包括一些final方法(不能够重写),static方法(只会属于当前类)，构造器(不会被重写)
3、初始化
将一个类中全部被static关键字标识的代码统一执行一遍，若是执行的是静态变量，那么就会使用用户指定的值覆盖以前在准备阶段设置的初始值；若是执行的是static代码块，那么在初始化阶段，JVM就会执行static代码块中定义的全部操做。
全部类变量初始化语句和静态代码块都会在编译时被前端编译器放在收集器里头，存放到一个特殊的方法中，这个方法就是<clinit>方法，即类/接口初始化方法。该方法的做用就是初始化一个中的变量，使用用户指定的值覆盖以前在准备阶段里设定的初始值。任何invoke之类的字节码都没法调用<clinit>方法，由于该方法只能在类加载的过程当中由JVM调用。
若是父类尚未被初始化，那么优先对父类初始化，但在<clinit>方法内部不会显示调用父类的<clinit>方法，由JVM负责保证一个类的<clinit>方法执行以前，它的父类<clinit>方法已经被执行。
JVM必须确保一个类在初始化的过程当中，若是是多线程须要同时初始化它，仅仅只能容许其中一个线程对其执行初始化操做，其他线程必须等待，只有在活动线程执行完对类的初始化操做以后，才会通知正在等待的其余线程。

 

 

参考资料：

https://segmentfault.com/a/1190000004597758

http://blog.csdn.net/ns_code/article/details/17881581

http://zyjustin9.iteye.com/blog/2092131

http://blog.csdn.net/u013256816/article/details/50829596

http://blog.csdn.net/zhoudaxia/article/details/35824249