java class加载机制及对象生成机制

当使用到某个类，但该类还未初始化，未加载到内存中时会经历类加载、链接、初始化三个步骤完成类的初始化。需要注意的是类的初始化和链接的顺序有可能是互换的。

ClassLoader加载机制

ClassLoader用于动态加载class文件到内存中。

Java 提供了三个ClassLoader：

• 启动类加载器（BootStrap ClassLoader）：java类加载器中最顶层的类加载器，负责加载jdk中核心的类库，如：rt.jar、resources.jar、charsets.jar等。
  可通过System.out.println(System.getProperty("sun.boot.class.path"));查看。
• 扩展类加载器（Extension ClassLoader）：负责加载java的扩展类库，默认加载：JAVA_HOME/jre/lib/ext目录下的jar。
• 系统类加载器（App ClassLoader）：负责加载应用程序classpath下的所有jar和class文件。
• 自定义类加载器（CustomClassLoader）：自定义类加载器必须继承自java.lang.ClassLoader。

ClassLoader加载类的原理

• 首先由最顶层的类加载器Bootstrap ClassLoader试图加载
• 如果没加载到，则把任务转交给Extension ClassLoader试图加载
• 如果也没加载到，则转交给App ClassLoader 进行加载

JVM类加载机制

• 全盘负责：当一个类加载某个class时，该class依赖的和引用的其它class都有该加载器负责加载，除非显式使用另外一个类加载器来载入。
• 父类委托：先让父类试图加载该类，只有在父类无法加载该类时才从自己的类路径中进行加载。
• 缓存机制：所有加载过的类都会缓存在内存中，如果程序中尝试使用某个class时，先从缓存中查找这个类；如果不存在，则读取该类对应的二进制文件并将其转换为class对象并存入缓存区。这就是为什么类修改后需要重启的原因。

双亲委派模型的工作过程

• 如果一个类加载器收到了类加载的请求，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把这个请求委派给父类加载器去完成，每一个层次的加载器都是如此，因此所有的类加载请求都会传给顶层的启动类加载器。
• 只有当父加载器反馈自己无法完成该加载请求（该加载器的搜索范围中没有找到对应的类）时，子加载器才会尝试自己去加载。

使用双亲委派模型的优点：

• 保证了类加载的唯一性
• 避免应用程序出现混乱

类的链接

当类加载完成后，系统会给为之生成一个对象；随后进入链接阶段，链接阶段负责把类的二进制数据添加到JRE中。

三个阶段：

• 验证：检验被加载的类是否有正确的内部结构，并和其他类协调一致
• 准备：负责为类的类变量分配内存。并设置默认初始值
• 解析：将类的二进制数据中的符号引用替换成直接引用

类的初始化

JVM负责对类进行初始化，主要对类变量进行初始化

在Java中对类变量进行初始值设定有两种方式：

* 声明类变量是指定初始值* 使用静态代码块为类变量指定初始值

JVM初始化步骤

• 假如这个类还没有被加载和连接，则程序先加载并连接该类
• 假如该类的直接父类还没有被初始化，则先初始化其直接父类
• 假如类中有初始化语句，则系统依次执行这些初始化语句

参考文档：