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Java类加载过程

Java类加载过程主要可以分为三个步骤：加载、连接、初始化。

加载过程是Java将字节码数据从不同的数据源读取到JVM中，映射为JVM认可的数据结构。

连接是把原始的类定义信息平滑地转入JVM运行的过程中。这一阶段可以细分为验证、准备、解析三步。

初始化是执行类初始化的代码逻辑，包括静态字段赋值的动作，以及执行类定义中的静态初始化块内的逻辑。 

Java虚拟机会创建三类ClassLoader,分别是

• BootStrap ClassLoader(启动类加载器)

• Extension ClassLoader(扩展类加载器)

• APP ClassLoader(应用类加载器,也称为系统类加载器)

还可以自定义ClassLoader.

ClassLoader的双亲委托模式

在ClassLoader的结构中,还有一个重要的字段parent,它也是一个ClassLoader的实例,这个字段字段表示的ClassLoader也成为这个ClassLoader的双亲.在类加载的过程中,可能会将某些请求交于自己的双亲处理.

如图,应用类加载器的双亲为扩展类加载器,扩展类加载器的双亲为启动类加载器.

系统中的ClassLoader在协同工作时,默认会使用双亲委托模式.即在类加载的时候,系统会判断当前类是否已经被加载,如果被加载,就会直接返回可用的类,否则就会尝试加载,在尝试加载时,会先请求双亲处理,如果双亲请求失败,则会自己加载.

结合源码ClassLoader.java中loadClass(String name,boolean resolve)

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
        throws ClassNotFoundException
    {
        synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
            // First, check if the class has already been loaded
            // 1.首先检查是否加载过此类
            Class<?> c = findLoadedClass(name);
            if (c == null) {
                long t0 = System.nanoTime();
                try {
                    // 2.没加载，父类加载器不为空 尝试用父类去加载
                    if (parent != null) {
                        c = parent.loadClass(name, false);
                    } else {
                        // 3.没加载，父类加载器为空 尝试用BootStrap加载器加载
                        c = findBootstrapClassOrNull(name);
                    }
                } catch (ClassNotFoundException e) {
                    // ClassNotFoundException thrown if class not found
                    // from the non-null parent class loader
                }
 
                if (c == null) {
                    // If still not found, then invoke findClass in order
                    // to find the class.
                    // 4.如果仍然没有找到，就调用findClass方法进行查找
                    long t1 = System.nanoTime();
                    c = findClass(name);
 
                    // this is the defining class loader; record the stats
                    // 记录加载过程
                    sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
                }
            }
            if (resolve) {
                // 5.根据传入的值，决定是否覆盖
                resolveClass(c);
            }
            return c;
        }
    }

代码（1）表示从 JVM 缓存查找该类，如果该类之前被加载过，则直接从 JVM 缓存返回该类。

代码（2）表示如果 JVM 缓存不存在该类，则看当前类加载器是否有父加载器，如果有的话则委托父类加载器进行加载，否者调用（3），委托 BootStrapClassloader 进行加载，如果还是没有找到，则调用当前 Classloader 的 findclass 方法进行查找。

代码（4）则是从本地classloader指定路径进行查找，其中findClass方法在路径找到Class文件会加载二进制字节码到内存，然后后会调用native方法defineClass1解析字节码为JVM内部的kclass对象，然后存放到Java堆的方法区。

代码（5）则是当字节码加载到内存后进行链接操作，对文件格式和字节码验证，并为 static 字段分配空间并初始化，符号引用转为直接引用，访问控制，方法覆盖等，本文对这些不进入深入探讨。

双亲委托模式的弊端

判断类是否加载的时候,应用类加载器会顺着双亲路径往上判断,直到启动类加载器.但是启动类加载器不会往下询问,这个委托路线是单向的,即顶层的类加载器,无法访问底层的类加载器所加载的类,如图

启动类加载器中的类为系统的核心类,比如,在系统类中,提供了一个接口,并且该接口还提供了一个工厂方法用于创建该接口的实例,但是该接口的实现类在应用层中,接口和工厂方法在启动类加载器中,就会出现工厂方法无法创建由应用类加载器加载的应用实例问题.

拥有这样问题的组件有很多,比如JDBC、Xml parser等.JDBC本身是java连接数据库的一个标准,是进行数据库连接的抽象层,由java编写的一组类和接口组成，接口的实现由各个数据库厂商来完成

原文链接:https://blog.csdn.net/qq382495414/article/details/117297864