记录JVM里面的类加载系统的相关知识，包括类加载系统，类加载过程，类加载器，双亲委派机制，打破双亲委派机制

知识图谱： 类加载系统

一、类加载系统

类加载系统负责从文件系统或者网络中加载class文件，classLoader只负责class文件的加载，class文件是否可以运行，则由Execution Engine决定。加载的类信息存放在一块称为方法区的内存空间。并且ClassLoader会为加载进来的class文件创建Class类的对象

二、类加载过程

1.加载

通过类名进行加载

Class.forName("具体的类名称");

使用IO读取字节码文件到内存（运行时方法区），生成此类的Class对象

2.链接

验证：验证文件的格式是否一致；元数据验证，相当于Java语法验证，比如类是否继承其他类
准备：为类的不含final修饰的静态属性分配内存，并设置默认初始值；不为静态的常量（final修饰的属性）设置默认初始值；比如class文件中存在如下代码：static int num = 1，在这个阶段下的num就会被设置初始值为0
解析：将类中的二进制数据的符号引用替换成直接引用（符号引用是class中的逻辑符号，直接引用是指内存中的实际地址）
3.初始化

对类中的静态变量进行赋值

类什么时候初始化？

创建类的实例的时候，也就是new一个对象
访问某个类或接口的静态变量，或者对该静态变量赋值
调用类的静态方法
反射（Class.forNmae(“”)）
初始化一个类的子类（会首先初始化子类的父类）
执行该类的main方法

类什么时候不会初始化？

当我们访问一个类的静态常量的时候，我们访问的这个类是不会被加载的，只是将这个静态常量加载到常量池；静态代码块的加载与类的加载是同时进行的，可以根据静态代码中的代码是否执行判断类是否已经加载，如下面代码：
```
public class ClassInit{
	
 final static int num = 10;
 static{
     System.out.println("static静态代码块执行了！");
 }	
}
```
```
class Test{
 public static void main(String[] args){
     System.out.println(num);//10
 }
}
```
运行结果如下图所示：

在这里插入图片描述

当类被作为数组中的数据类型时，这个类是不会被初始化的

如以下代码：int[ClassInit] demo = new int[5]

类的初始化顺序 对static修饰的变量或语句块进行赋值

如果同时包含多个静态代码块和静态变量，则按照从上到下的顺序依次初始化

如果初始化的时候，一个父类没有初始化，则优先初始化父类

顺序是：父类static => 子类static => 父类构造器方法 => 子类构造方法

public class ClassInit{
	static{
		num = 20;
	}
	static int num = 10;
	public static void main(String[] args){
		//num从准备到初始化值的变化过程 num=0 => num=20 => num=10
		System.out.println(num);//10
	}
}

三、类加载器

指的是负责加载类的类

站在JVM的角度对类加载器进行分类，类加载器分为两类：

启动类加载器（引导类加载器），这部分不是Java语言写的，负责加载Java核心类
其他所有类加载器，这些类加载器独立于JVM，存在于JVM外部，并且全部继承于抽象类java.lang.ClassLoader

站在Java开发人员的角度来看，类加载器就应当划分的更加细致，自JDK1.2以来Java一直保持着三层加载器

启动类加载器
扩展类加载器
应用程序类加载器

启动类加载器

这个加载器是使用C/C++语言实现的，嵌套在JVM内部

启动类加载器加载位于jdk/lib的类，具体位置如下图所示：

在这里插入图片描述

扩展类加载器

Java体系类加载器是ClassLoader，扩展类加载器派生于ClassLoader，包含应用程序类加载器

扩展类加载器加载位于jdk/jre/lib/ext的类，具体位置如下图所示：

在这里插入图片描述

应用程序类加载器

负责加载环境变量classpath或path路径下的类库

加载我们自己定义的类，用于加载用户类路径上所有的类，应用程序类加载器由扩展类加载器加载

该类加载器是程序中默认的加载器

应用程序类加载还包括自定义类加载器

双亲委派机制

Java虚拟机对class文件的加载是按需加载，只会加载需要使用的class类，在查找我们需要的class类的时候，Java会采用双亲委派机制去查找。默认是使用的应用程序类加载器，但是此时应用程序类加载器会委托扩展类加载器去查找，扩展类加载器又会委托启动类加载器，启动类加载器此时会在自己的范围类查找class类，如果没有找到则会让扩展类加载器去查找，如果扩展类加载器在其范围类没有找到需要的class类，此时就会让启动类加载器去查找，如果在这个期间找到则返回找到的class类，如果最终找不到则出现ClassNotFound异常。

确保类加载的正确性，安全性

双亲委派机制如何打破

Java类加载器的超类是ClassLoader类，通过继承ClassLoader类实现自定义类加载器，重写loadClass和findClass方法会打破双亲委派机制，代码如下所示：

public class MyClassLoader extends ClassLoader{

    @Override
    public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        //该方法默认使用双亲委派机制
        return super.loadClass(name);
    }

    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        //该方法默认不会使用双亲委派机制
        return super.findClass(name);
    }
}

类的主动使用与被动使用，主要区别为类是否初始化

主动使用：当类被使用的时候，类会被初始化

创建类对象，通过new创建对象
访问类中静态变量/方法
通过反射机制，动态加载类
当子类被加载，会先初始化父类
调用类中的main方法

被动使用：当类被使用的时候，不会被初始化

访问类中的静态常量
当被作为类型存在时，如：MyClass[] c = new MyClass[10];

JVM中的类加载系统

一、类加载系统

二、类加载过程

1.加载

2.链接

3.初始化

三、类加载器