JVM 之類加載器

1、什麼是 JVM

　　JVM（Java Virtual Machine）是一個能夠執行 Java 字節碼文件（即 .class 文件）的虛擬機進程。當 Java 源文件能被成功編譯成 .class 文件，就能在不一樣平臺上的不一樣版本的 JVM 運行，由於 JVM 能將相同的 .class 文件解釋稱不一樣平臺的機器碼。正是由於 JVM 的存在，Java 被稱爲與平臺無關的語言。

　　通常而言，.java 文件通過編譯後會獲得 .class 文件，而將這個文件加載到內存以前須要先經過類加載器，先簡單過一下圖：

　　　　　　　　　　　　

2、類加載過程

　　類加載的過程爲： 加載-->鏈接（驗證-->準備-->解析）-->初始化。下面介紹其中的幾個過程。

　一、加載

　　這個過程主要是經過類的全限定名，例如 java.lang.String 這樣帶上包路徑的類名，獲取到字節碼文件；而後將這個字節碼文件表明的靜態存儲結構（可簡單理解爲對象建立的模板）存在方法區，並在堆中生成一個表明此類的 Class 類型的對象，做爲訪問方法區中「模板」的入口，日後建立對象的時候就按照這個模板建立。

　　舉個例子，有時候經過反射建立對象，像當初學 JDBC 時會經過 Class.getName("com.mysql.jdbc.Driver.class").newInstance() 建立對象，經過 Class 和相應的全限定類名獲取到方法區中的「模板」而後建立對象。

　　　　　　　　

　二、驗證

　　驗證過程主要確保被加載的類的正確性。首先要先驗證文件格式是否規範，若是隻是經過 .class 後綴來辨別，那隨便把後綴名改一下就能夠跑程序了，那豈不是很容易出事。來看看字節碼文件大概是長什麼樣的：

　　　　　　　

 

　　注意看前綴 cafe babe（咖啡寶貝？）這只是驗證的其中一個點，還會驗證字節碼文件裏是否包含主次版本號等驗證信息。

　三、準備

　　這個階段主要是給類變量（靜態變量）分配方法區的內存並初始化。實例變量不是在這個階段分配內存，實例變量是隨着對象一塊兒分配在堆中。另外，給靜態變量初始化爲零值或空值，好比public static int n=5;這裏並非立刻給 n 這個變量賦值爲 5，而是先將其賦值爲 0，相似的，若是是引用數據類型，則默認爲 null。還有一點須要注意的是，對於 final 類型的數據，必須在程序內給它賦值，系統不會自動初始化，例如 static String str = "hello" + 「world」；String 是 final 類型的，在編譯階段就給它優化成 static String str = "helloworld」 ，而且將 "helloworld" 放進了常量池。

　四、初始化

　　這個階段就是將靜態變量賦值爲初始值，仍是 public static int n=5; 這回給 n 賦值爲 5 了。

3、類加載器

　　　　　　　　

　　啓動類加載器是由C/C++寫的，主要負責加載 jre\lib 目錄下的類；擴展類加載器主要負責加載 jre\lib\ext 目錄下的類；而應用程序類加載器主要負責加載咱們本身編寫的類；固然還能本身寫類加載器，即自定義加載器。程序主要由前面三個類加載器相互配合加載的。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Main main = new Main();
        System.out.println(main.getClass().getClassLoader());
        System.out.println(main.getClass().getClassLoader().getParent());
        System.out.println(main.getClass().getClassLoader().getParent().getParent());
    }
}　　

　　因爲啓動類加載器是 C/C++ 語言寫的，因此輸出爲 null

　雙親委派機制

　　在類加載的過程當中，存在着雙親委派機制，即當要加載一個類時，先由父類加載器加載，當父類加載器沒辦法加載時，才由下面的加載器加載，來看一個程序：

package java.lang;   // 自定義的包

public class String {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("這是自定義的java.lang.String類");
    }
}

　　

　　因爲 jre\lib\ext 中存在 java.lang.String 類，當加載該類的時候，根據全限定名進行查找，找到後由啓動類加載器加載，發現 String 類中不包含 main() 方法，所以程序出錯。