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　　2.類(lèi)加載的時(shí)機(jī)

　　(1)類(lèi)從加載到虛擬機(jī)內(nèi)存，到卸載出內(nèi)存，整個(gè)生命周期：加載、驗(yàn)證、準(zhǔn)備、解析、初始化、使用、卸載。其中驗(yàn)證、準(zhǔn)備、解析統(tǒng)稱連接。

　　(2)加載、驗(yàn)證、準(zhǔn)備、初始化、卸載這5個(gè)階段順序是確定的(開(kāi)始時(shí)間順序一定，進(jìn)行或完成通常是交叉的)，解析可能在初始化后再開(kāi)始，這是為了支持Java語(yǔ)言的運(yùn)行時(shí)綁定。

　　(3)加載的時(shí)機(jī)沒(méi)有強(qiáng)制約束，初始化卻有，下面5種情況必須進(jìn)行立即對(duì)類(lèi)的初始化(有且只有這5種)

　　1.使用new實(shí)例化對(duì)象、讀取或設(shè)置、一個(gè)類(lèi)的靜態(tài)字段(final修飾，編譯期把結(jié)果放入常量池的靜態(tài)字段除外)，調(diào)用一個(gè)類(lèi)的靜態(tài)方法;

　　2.使用Java.lang.reflect包的方法對(duì)類(lèi)進(jìn)行反射調(diào)用;

　　3.當(dāng)初始化一個(gè)類(lèi)時(shí)，該類(lèi)的父類(lèi)沒(méi)有進(jìn)行初始化，就觸發(fā)父類(lèi)初始化;

　　4.當(dāng)虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)，用戶包含main()方法的類(lèi)，虛擬機(jī)會(huì)先初始化該類(lèi);

　　5.當(dāng)使用JDK 1.7的動(dòng)態(tài)語(yǔ)言支持時(shí)。

　　(4)上面5中情況稱為對(duì)一個(gè)類(lèi)主動(dòng)引用，除此之外都是被動(dòng)引用

　　被動(dòng)引用3個(gè)例子：

　　1.通過(guò)子類(lèi)引用父類(lèi)中定義的靜態(tài)字段，只會(huì)觸發(fā)父類(lèi)初始化;

　　2.new一個(gè)類(lèi)的數(shù)組，并不會(huì)觸發(fā)該類(lèi)初始化，而是初始化一個(gè)由虛擬機(jī)自動(dòng)生成，直接繼承Object的子類(lèi)。該類(lèi)代表數(shù)組元素類(lèi)型的一維數(shù)組，實(shí)現(xiàn)了數(shù)組應(yīng)有的屬性和方法，Java語(yǔ)言對(duì)數(shù)組

　　的訪問(wèn)比C/C++相對(duì)安全就是因?yàn)樵擃?lèi)封裝了數(shù)組元素的訪問(wèn)方法。

　　3.一個(gè)類(lèi)的靜態(tài)字段(final修飾，編譯期把結(jié)果放入常量池的靜態(tài)字段)不會(huì)被初始化

　　(5)一個(gè)接口初始化時(shí)并不要求其父接口全部完成初始化，只有在真正使用到父接口的時(shí)候(如引用接口中定義的常量)才會(huì)初始化。

　　3.類(lèi)加載的過(guò)程

　　(1)加載

　　虛擬機(jī)完成3件事

　　1.通過(guò)一個(gè)類(lèi)的全限定名獲取定義此類(lèi)的二進(jìn)制字節(jié)流。

　　2.將這個(gè)字節(jié)流所代表的靜態(tài)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為方法區(qū)的運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

　　3.生成一個(gè)代表該類(lèi)的java.lang.Class對(duì)象，作為方法區(qū)這個(gè)類(lèi)的各種數(shù)據(jù)訪問(wèn)入口

　　加載階段是開(kāi)發(fā)人員可控性最強(qiáng)時(shí)期，可以使用用戶自定義類(lèi)加載器完成;數(shù)組類(lèi)本身不能通過(guò)類(lèi)加載器創(chuàng)建，它是由Java虛擬機(jī)直接創(chuàng)建，但數(shù)組類(lèi)的元素類(lèi)型最終還是靠類(lèi)加載器創(chuàng)建。

　　加載階段完成后，虛擬機(jī)外部的二進(jìn)制字節(jié)流就按照虛擬機(jī)所需的格式存儲(chǔ)在方法區(qū)之中，然后在內(nèi)存中實(shí)例化一個(gè)java.lang.Class對(duì)象，并不一定在堆中，HotSpot虛擬機(jī)將其存放在方法區(qū)。

　　加載階段與連接階段的部分內(nèi)容是交叉進(jìn)行的，加載階段尚未完成，連接階段可能已開(kāi)始。

　　(2)驗(yàn)證

　　確保Class文件的字節(jié)流中包含的信息符合當(dāng)前虛擬機(jī)的要求。Java語(yǔ)言是相對(duì)安全的語(yǔ)言，使用純粹的Java代碼無(wú)法做到諸如訪問(wèn)數(shù)組邊界以外的數(shù)據(jù)，將一個(gè)對(duì)象轉(zhuǎn)型為它并未實(shí)現(xiàn)的類(lèi)型等等。如果這樣做編譯器就會(huì)拒絕編譯，但Class文件并不一定要求是就Java源碼編譯而來(lái)，可以是從其他jvm上的語(yǔ)言來(lái)或者用十六進(jìn)制編輯器直接編寫(xiě)產(chǎn)生Class文件。在字節(jié)碼層面上很多Java代碼無(wú)法做到的事情是可以實(shí)現(xiàn)的，所以需要檢查輸入的字節(jié)流，驗(yàn)證就是虛擬機(jī)對(duì)自身進(jìn)行保護(hù)的工作。

　　驗(yàn)證過(guò)程大致完成下面4個(gè)階段的檢驗(yàn)動(dòng)作：

　　1.文件格式驗(yàn)證：

　　驗(yàn)證字節(jié)流是否符合Class文件格式的規(guī)范，并且能被當(dāng)前版本的虛擬機(jī)處理，比如：是否以魔數(shù)0xCAFEBABE開(kāi)頭、主次版本號(hào)是否在當(dāng)前虛擬機(jī)處理范圍、常量池中是否有不被支持的常量

　　類(lèi)型等等。 只有通過(guò)這個(gè)階段的驗(yàn)證后，字節(jié)流才會(huì)進(jìn)入內(nèi)存的方法區(qū)進(jìn)行存儲(chǔ)，所有后面3個(gè)階段全部是基于方法區(qū)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的，不會(huì)直接操作字節(jié)流。

　　2.元數(shù)據(jù)驗(yàn)證：

　　對(duì)字節(jié)碼描述的信息進(jìn)行語(yǔ)義分析，以保證其描述的信息符合Java語(yǔ)言規(guī)范，比如：是否有父類(lèi)(除了java.lang.Object之外所有類(lèi)要有父類(lèi))、是的繼承了不該繼承的類(lèi)(final)、如果不是抽

　　象類(lèi)是否實(shí)現(xiàn)了其父類(lèi)或接口中的所有要實(shí)現(xiàn)的方法。

　　3.字節(jié)碼原則：

　　主要目的通過(guò)數(shù)據(jù)流和控制流分析，確定程序語(yǔ)義是合法、符合邏輯的。在第二階段對(duì)元信息中的數(shù)據(jù)類(lèi)型做完校驗(yàn)后，這個(gè)階段將對(duì)類(lèi)的方法體進(jìn)行校驗(yàn)分析，保證被校驗(yàn)類(lèi)的方法在運(yùn)行時(shí)

　　不會(huì)做出危害虛擬機(jī)安全的事件。比如：保證任意時(shí)刻操作數(shù)棧的數(shù)據(jù)類(lèi)型與指令代碼序列都能配合工作、保證跳轉(zhuǎn)指令不會(huì)跳轉(zhuǎn)到方法體以外的字節(jié)碼等等。

　　4.符號(hào)引用驗(yàn)證：

　　這一階段發(fā)生在虛擬機(jī)將符號(hào)引用轉(zhuǎn)化為直接引用的時(shí)候，也就是在解析階段發(fā)生。通常需要校驗(yàn)的內(nèi)容有：符號(hào)引用中通過(guò)字符串描述的全限定名是否能找到對(duì)應(yīng)的類(lèi)、符號(hào)引用中類(lèi)的訪問(wèn)

　　性是否能被當(dāng)前類(lèi)訪問(wèn)。

　　(3)準(zhǔn)備

　　準(zhǔn)備階段是正式為類(lèi)變量分配內(nèi)存并設(shè)置類(lèi)變量初始化值，這些變量使用的內(nèi)存都將在方法區(qū)中分配，初始化值為零值。注意該階段進(jìn)行內(nèi)存分配的僅包括類(lèi)變量(static)，不包括實(shí)例變量，實(shí)例變量將在對(duì)象實(shí)例化時(shí)隨對(duì)象一起分配在堆中。

　　(4)解析，將虛擬機(jī)將常量池內(nèi)的符號(hào)引用替換為直接引用的過(guò)程

　　(5)初始化，初始化階段真正開(kāi)始執(zhí)行類(lèi)中定義的Java程序代碼，對(duì)類(lèi)變量初始化用戶定義的值

　　4.類(lèi)加載器

　　(1)執(zhí)行通過(guò)一個(gè)類(lèi)的全限定名獲取描述此類(lèi)的二進(jìn)制流，該動(dòng)作放在Java虛擬機(jī)外部實(shí)現(xiàn)

　　(2)對(duì)于任意一個(gè)類(lèi)，都需要由加載它的類(lèi)加載期和這個(gè)類(lèi)本身一同確定其在Java虛擬機(jī)中的唯一性，每個(gè)類(lèi)加載器都有一個(gè)獨(dú)立的類(lèi)名稱空間。

　　(3)比較兩個(gè)類(lèi)是否相等：Class對(duì)象equals()方法、isAssignableFrom()、isInstance()的返回結(jié)果，只有在兩個(gè)類(lèi)由同一個(gè)類(lèi)加載器加載的前提下才有意義。

　　(5)類(lèi)加載器類(lèi)型：

　　1.從Java虛擬機(jī)的角度來(lái)講，只存在兩種兩種不同的類(lèi)加載器：?jiǎn)?dòng)類(lèi)加載器，虛擬機(jī)自身的一部分;其他類(lèi)加載器，獨(dú)立于虛擬機(jī)外部。

　　2.從開(kāi)發(fā)人員角度：

　　啟動(dòng)類(lèi)加載器：負(fù)責(zé)將JAVA_HOME/lib目錄中的，或者被-Xbootclasspath參數(shù)指定的路徑中的，并能被虛擬機(jī)識(shí)別的類(lèi)庫(kù)加載到內(nèi)存，啟動(dòng)類(lèi)加載器無(wú)法被Java程序無(wú)法直接引用。

　　擴(kuò)展類(lèi)加載器：負(fù)責(zé)加載JAVA_HOME/lib/ext目錄中，或者被java.ext.dirs系統(tǒng)變量指定的路徑中的所有類(lèi)庫(kù)，開(kāi)發(fā)人員可直接使用。

　　應(yīng)用程序類(lèi)加載器(系統(tǒng)類(lèi)加載器)：負(fù)責(zé)用戶類(lèi)路徑(classpath)上指定的類(lèi)庫(kù)，可直接使用，如果應(yīng)用程序沒(méi)有自定義過(guò)自己的類(lèi)加載器一般就用程序默認(rèn)的類(lèi)加載器。

　　(6)雙親委派模型

　　該模型要求除了頂層的啟動(dòng)類(lèi)加載器，其余的類(lèi)加載器都應(yīng)當(dāng)有自己的父類(lèi)加載器，父子關(guān)系不是通過(guò)繼承的關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)，而是通過(guò)組合關(guān)系來(lái)復(fù)用父加載器。

　　過(guò)程：如果一個(gè)類(lèi)加載器收到類(lèi)加載的請(qǐng)求，他首先不會(huì)自己去嘗試，而是委派父類(lèi)加載器去完成，每一層都是如此，因此所有的加載請(qǐng)求都會(huì)傳到頂層的啟動(dòng)類(lèi)加載器，只有當(dāng)父加載器反饋?zhàn)约簾o(wú)法加載時(shí)，子加載器才嘗試自己加載。

　　好處：Java類(lèi)隨它的類(lèi)加載器而具有一種優(yōu)先級(jí)的層次關(guān)系。比如java.lang.Object無(wú)論誰(shuí)去加載它都會(huì)是同一個(gè)類(lèi)(不同類(lèi)加載器有其獨(dú)立的類(lèi)名稱空間，只有在兩個(gè)類(lèi)由同一個(gè)類(lèi)加載器加載的前提下才有意義)，如果各自加載又會(huì)有多個(gè)Object類(lèi)，Java類(lèi)型體系中最基礎(chǔ)的行為也就無(wú)法保證。

　　(7)破壞雙親委派模型

　　Java不提倡用戶再去覆蓋loadClass()方法，而是把自己的類(lèi)加載邏輯寫(xiě)入findClass()方法中，loadClass()邏輯是如果父加載器加載失敗，就調(diào)用自己的findClass()方法來(lái)完成加載。

以上就是虛擬機(jī)的加載機(jī)制。