类加载过程

先简单说一下java的类加载器

类加载器，顾名思义就是一个可以将Java字节码加载为java.lang.Class实例的工具。这个过程包括，读取字节数组、验证、解析、初始化等。另外，它也可以加载资源，包括图像文件和配置文件。

类从被加载到内存中开始，到卸载出内存为止。它的生命周期总共七个阶段：加载---->验证---->准备---->解析---->初始化---->使用---->卸载。

1.加载（Loading）：根据类的全限定名（包括包路径和类名），定位并读取类文件的字节码。

2.链接（Linking）：将类的字节码转换为可以在虚拟机中运行的格式。链接过程包括三个阶段：

（1）验证（Verification）：验证字节码的正确性和安全性，确保它符合Java虚拟机的规范。

（2）准备（Preparation）：为类的静态变量分配内存，并设置默认的初始值。
（3）解析（Resolution）：将类的符号引用（比如方法和字段的引用）解析为直接引用（内存地址）。

3.初始化（Initialization）：执行类的初始化代码，包括静态变量的赋值和静态块的执行。

而在java中类是按需加载，（一个类只会被加载一次）

1、new创建对象

2、子类加载触发父类加载

3、调用静态成员

4、通过反射动态加载

一、java有哪些类加载器？

类加载器是Java虚拟机用于加载类文件的一种机制。在Java中，每个类都由类加载器加载，并在运行时被创建为一个Class对象。类加载器负责从文件系统、网络或其他来源中加载类的字节码，并将其转换为可执行的Java对象。类加载器还负责解析类的依赖关系，即加载所需的其他类。

Java虚拟机定义了三个主要的类加载器：

启动类加载器（Bootstrap Class Loader）：也称为根类加载器，它负责加载Java虚拟机的核心类库，如java.lang.Object等。启动类加载器是虚拟机实现的一部分，它通常是由本地代码实现的，不是Java类。

扩展类加载器（Extension Class Loader）：它是用来加载Java扩展类库的类加载器。扩展类库包括javax和java.util等包，它们位于jre/lib/ext目录下。

应用程序类加载器（Application Class Loader）：也称为系统类加载器，它负责加载应用程序的类。它会搜索应用程序的类路径（包括用户定义的类路径和系统类路径），并加载类文件。

除了这三个主要的类加载器，Java还支持自定义类加载器，开发人员可以根据需要实现自己的类加载器。

如下是一个案例，代码中中parents和classLoader1 它的类加载器都是null，这是因为他们的类加载器都是Bootstrap Class Loader，而Bootstrap Class Loader是用C写的，在java无法识别。显示为null。

public class a {public static void main(String[] args) {// AppClassLoader@63947c6bClassLoader classLoader = a.class.getClassLoader();System.out.println("类a的classLoader:"+classLoader);// PlatformClassLoader@5f205aaClassLoader parent = classLoader.getParent();System.out.println("类a的父类classLoader:"+parent);// nullClassLoader parents = parent.getParent();System.out.println("类a的父类classLoader:"+parents);// nullClassLoader classLoader1 = String.class.getClassLoader();System.out.println("String字符串的classLoader:"+classLoader1);}
}类a的classLoader:jdk.internal.loader.ClassLoaders$AppClassLoader@63947c6b
类a的父类classLoader:jdk.internal.loader.ClassLoaders$PlatformClassLoader@5f205aa
类a的父类classLoader:null
String字符串的classLoader:null

二、双亲委派机制

自定义String类

我自己定义了一个String的类，如果我创建了这个类。那么肯定是会打印123的。（该类在我的java.lang目录下）

package java.lang;/*** Description:**/
public class String {public String() {System.out.println("123");}
}

然后我又创建了一个A类，在这个main方法中new了一个String对象。

public class a {public static void main(String[] args) {java.lang.String a=new java.lang.String();System.out.println(a);}
}

按我们正常逻辑是不是会打印123,并且创建这个String对象。但是结果并没有进行,创建的还是我们jdk中java.lang包下的String对象，而不是我们定义的String对象。为什么会这样，这就涉及到我们的jvm的双亲委派机制了。

这是"java.lang"包下的ClassLoader类的底层源码。然后将代码翻到loaderClass()方法处：

 public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {return loadClass(name, false);}//              -----??-----protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)throws ClassNotFoundException{// 首先，检查是否已经被类加载器加载过Class<?> c = findLoadedClass(name);if (c == null) {try {// 存在父加载器，递归的交由父加载器if (parent != null) {c = parent.loadClass(name, false);} else {// 直到最上面的Bootstrap类加载器c = findBootstrapClassOrNull(name);}} catch (ClassNotFoundException e) {// ClassNotFoundException thrown if class not found// from the non-null parent class loader}if (c == null) {// 如果仍然没有找到，则依次调用findClass方法// to find the class.c = findClass(name);}}return c;}

这段代码是这样的

当我们启动类加载器加载String对象时，它首先会去加载当前加载器的父类去加载，一直到Bootstrap Class Loader启动类加载器。

启动类加载器（Bootstrap Class Loader）：负责加载包名为java、javax、sun等开头的类。

扩展类加载器（Extension Class Loader）：负责加载位于jre/lib/ext目录下的类。

应用程序类加载器（Application Class Loader）：一般类都由它来加载

在这里插入图片描述

这种设计有个好处是，如果有人想替换系统级别的类：String.java。篡改它的实现，在这种机制下这些系统的类已经被BootstrapClassLoader加载过了（为什么？因为当一个类需要加载的时候，最先去尝试加载的就是BootstrapClassLoader），所以其它类加载器并没有机会再去加载，从一定程度上防止了危险代码的植入。