類加載機制學習

簡單講下JVM中的類加載過程 JVM中的類加載和卸載的時機？ 如何理解JVM中不一樣類加載器的概念和做用？ 簡單講下JVM中的雙親委派模型？ 什麼狀況下會破壞雙親委派模型？爲何？能否舉個例子？ Tomcat中的類加載機制有了解嗎？爲何這麼設計？ 實際開發中有遇到哪些類加載器相關的問題？你又是如何解決的？ JVM之上的弱類型語言例如Groovy是如何實現？簡單講下動態類加載機制？

類的加載和卸載

JVM是虛擬機的一種，它的指令集語言是字節碼，字節碼構成的文件是class文件。日常咱們寫的Java文件，須要編譯爲class文件才能交給JVM運行。能夠這麼說：C語言代碼——>二進制文件——>計算機硬件，就至關於Java代碼——>字節碼文件——>JVM。JVM將指定的class文件讀取到內存裏，並運行該class文件裏的Java程序的過程，就稱之爲類的加載；反之，將某個class文件的運行時數據從JVM中移除的過程，就稱之爲類的卸載。

class文件的運行時數據就是C++對象，也稱爲kclass對象，這些運行時數據在JDK7以前是放在永久代（PermGen），JDK8以後則放在元空間（Metaspace）。

類的生命週期

Java類從被虛擬機加載開始，到卸載出內存爲止，它的整個生命週期包括：加載（Loading）、驗證（Verification）、準備（Preparation）、解析（Resolution）、初始化（Initialization）、使用（Using）和卸載（Unloading）7個階段；其中驗證、準備和解析又統稱爲鏈接（Linking）階段。

類的加載的時機 虛擬機規範並未嚴格規定類加載的時機，跟具體的JVM虛擬機有關。類加載的最佳時機是解析Java字節碼類文件中常量池符號的時候，Class.forName()、ClassLoader.loadClass()、反射API和JNI_FindClass均可以觸發類加載，Hot JVM自身啓動的時候也會觸發類加載。

經過JVM參數中加 -verbose:class，能夠在應用啓動的時候打印類加載的過程，以下圖所示： 初始化這個階段，JVM虛擬機給出了5種必須對類進行「初始化」的狀況

使用new關鍵字實例化對象的時候、讀取或設置一個類的靜態字段的時候、調用一個類的靜態方法的時候；

使用java.lang.reflect包的方法對類進行反射調用的時候，若是類沒有進行過初始化，則要先觸發其初始化；

當初始化一個類的時候，若是發現其父類尚未被初始化，則要先初始化其父類；

當虛擬機啓動時，用戶須要指定一個執行的主類（包含main方法的那個類），則虛擬機會優先初始化這個主類；

在JDK1.7之後，動態語言支持的時候，若是一個java.lang.invoke.MethodHandle實例最後的結果是要執行第1種狀況的操做，則也要進行初始化。 類的卸載時機 類的卸載跟採用的垃圾收集算法有關，在CMS中有兩種方法卸載沒必要要的類，一種是等到元空間（Metaspace）滿了的時候觸發FGC，另外一種是使用跟CMS併發收集算法相似的方式，不過對於元空間的閾值和觸發CMS併發收集的閾值是獨立的。更具體的能夠參考以前的文章：CMS學習筆記。在這裏，咱們只須要記住，JVM中一個類的卸載要知足下面這3個條件：

該類全部的實例對象都已被回收；

該類的類加載器對象已經被回收；

該類對應的java.lang.Class對象沒有在任何地方被引用，沒法在任何地方經過反射訪問該類的方法。

類加載器的做用 類的加載是須要類加載器完成的，可是類加載器在JVM中的做用可不止這些。在JVM中，一個類的惟一性是須要這個類自己和類加載一塊兒才能肯定的，每一個類加載器都有一個獨立的命名空間。

不一樣的類加載器，即便是同一個類字節碼文件，最後再JVM裏的類對象也不是同一個，下面的代碼展現了這個結論：

能夠看出，代碼中使用自定義類加載器（myLoader）加載的jvm.ClassLoaderTest類和經過應用程序類加載器加載的類不是同一個類。綜上，類加載器在JVM中的做用有：

1. 將類的字節碼文件從JVM外部加載到內存中

2. 肯定一個類的惟一性

3. 提供隔離特性，爲中間件開發者提供便利，例如Tomcat