JVM类加载 - 技术栈

前言

JVM的意思是Java虚拟机，是Java运行的基础，其中执行流程中有个过程叫做类加载，本篇文章就来介绍类加载。

1. 类加载过程

类加载分为以下几个步骤：加载、连接（验证、准备、解析）、初始化。下面将以加载、验证、准备、解析、初始化这五个步骤进行讲述。

1.1 加载

首先根据代码中编写的"全限定类名"（包名+类名，例如java.lang.String），找到".class"文件，找的过程称为"双亲委派模型，在下面会讲述"；然后打开文件，读取文件到内存中；最后进行数据格式的解析。

1.2 验证

校验上述的.class"中读取的内容，是否合法。假设你拿一个图片的二进制文件，后缀改为".class"，此时读取的内容就是不合法的。在验证过程中，如果发现某个地方的格式存在问题，就需要及时报错。

1.3 准备

给类对象分配内存空间。类加载最终得到的结果则是内存中的"类对象"。这里分配的空间，是一个未初始化的内存空间，具体来说，空间上的每个字节都是"0"。

1.4 解析

针对代码中的常量进行初始化。在".class"文件中，也会涉及到一些常量，这也是需要放到内存中的，所以也需要对常量进行初始化，方便加载到内存中。

1.5 初始化

开始执行类中编写的Java程序代码。类的静态成员执行真正的初始化操作，静态代码块执行，同时还有父类/需要实现的接口的加载。

2. 双亲委派模型

JVM中进行类加载的操作，需要依赖内部的模块，叫做类加载器（class loader），在进行类加载时，首先需要找到对应的类。JVM自带了三种类加载器：Bootstrap ClassLoader（负责在Java标准库中查找）、ExtensionClassLoader（负责在Java的扩展库中查找）、ApplicationClassLoader（负责在Java第三方库/当前项目进行查找）。

在这三个类加载器之间，存在"父子关系"，都有一个parent这样的属性，保存了自己的父亲是谁（BootstrapClassLoader>ExtensionClassLoader>ApplicationClassLoader。

假设要加载一个类java.lang.String，调用的入口是ApplicationClassLoader，拿到任务后，先把任务抛给父亲，最后会抛给ApplicationClassLoader，搜索自己负责的目录（标准库目录），发现能找到，就继续后续的加载流程。

如果ApplicationClassLoader没有找到，就将任务抛回ExtensionClassLoader，如果还没有找到，继续抛回BootstrapClassLoader，如果还没有找到，就会抛出异常ClassNotFoundException。

双亲委派模型也是可以打破的，在特定场景下，程序员可以实现自己的类加载器，这种自己实现的类加载器可以自行判断是否要遵守双亲委派模型。

总结

本篇文章介绍了JVM类加载的基本流程，同时介绍了加载阶段的双亲委派模型。希望大家看完之后能对类加载的过程有所了解。