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JVM学习笔记——类的加载机制

类加载的过程：加载、验证、准备、解析、初始化
- 加载
  1. 通过类的全类名获取定义此类的二进制字节流
  2. 通过字节流获取静态存储结构并转化为方法区的运行时数据结构
  3. 生成一个代表该类的java.lang.Class对象，作为访问方法区数据的入口。
- 验证
  - 文件格式验证，验证字节流是否Class文件格式的规范，文件能否被当前版本的虚拟机处理。
  - 元数据验证，对字节码信息进行语义分析，保证其符合Java语法。
  - 字节码验证，针对方法内指令级别的验证，保证字节码指令不会危害虚拟机安全。
  - 符号引用验证，由符号引用转为直接引用时的验证，即发生在“解析”阶段。验证符号引用的内容是否能找到匹配的信息，例如：符号引用中通过全类名能找到对应的类，符号引用中的信息，可见性（private、public..）是否能被当前类访问等等。
- 准备
  为类分配内存，设置类变量默认初始值。
- 解析
  将类内部的“符号引用”替换为“直接引用”。替换的范围包括，类或接口名，字段名，类方法名，接口方法名。
  - 符号引用
    以一组符号来描述所引用的目标，比如 String s = "a" ，使用s时就会被解析成符号引用。
  - 直接引用
    可以直接指向目标的指针、偏移量或是一个能间接定位到目标的句柄。比如 System.out.print("abc") ，其中“abc”就会被解析为直接引用。
- 初始化
  生成并运行<clinit>()方法。
  - 生成
    - <clinit>()方法会收集类变量初始赋值操作以及静态代码块的内容，按照源文件中出现的顺序进行收集。
    - 在没有类变量初始化操作以及静态代码块时，<clinit>()可以不生成。
  - 运行
    - JVM会保证父类的<clinit>()先于子类的<clinit>()执行。
    - 接口与类不同，子接口的<clinit>()执行时，如果没有引用父接口的变量，则父接口的<clinit>()不会执行。
    - <clinit>()执行时JVM会对其进行加锁，也就是说多个线程执行<clinit>()时，只有一个线程会执行，其他线程将会阻塞等待执行完毕。
类加载器
类加载器就是实现“加载”这个动作的组件。在Java中，两个类是否“相等”，必须在这两个类是由同一个类加载器加载的前提下。这里的“相等”，包括：Class的equals()、Class的isInstance()、instanceof关键字等等。
- 启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）
  负责加载<JAVA_HOME>/lib目录中的类库。
- 扩展类加载器（Extension ClassLoader）
  负责加载<JAVA_HOME>/lib/ext目录中的类库。
- 应用程序类加载器（Application ClassLoader）
  这个加载器是ClassLoader中getSystemClassLoader的返回值，默认情况下这个就是程序中默认的类加载器，它负责加载应用程序的类路径的上的类库(ClassPath)。
双亲委派模型
所有类加载器遵循“父子”的层级关系（这里的“父子关系一般使用复合而非继承”），当一个类加载时优先委托给父级的加载器进行加载，若所有父级加载器都无法加载该类时，才会到本加载器加载。
OSGi的类加载模型
OSGi将每个模块称为Bundle，与普通的Java类库差别不大，都是Package与Class。Bundle将所依赖的Package通过Import-Packge进行声明，将允许导出的Package通过Export-Packge声明。如果某个Bundle依赖了某个Package，那么所有对这个Package内的类加载，全部会交给Export该Package的Bundle的类加载器进行处理。详细的类加载规则如下：
- 以java.*开头的类，委派给父类加载器
- 否则，委派列表内的类委派给父类加载器
- 否则，Import列表中的类，委派给Export这个类的Bundle的类加载器。
- 否则，查找当前Bundle的ClassPath，使用自己的类加载器。
- 否则，查找是否存在自己的Fragement Bundle中，如果是则委派给Fragement Bundle的类加载器。
- 否则，查找Dynamic Import列表的Bundle，委派给对应的Bundle的类加载器。
- 否则，类加载失败。