标题：jvm学习第二天—类加载器以及加载过程

学习内容：

1、类加载子系统的详细结构
2、加载过程
3、类加载器
4、双亲委派机制以及沙箱安全机制

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内容详情：

1、类加载子系统的详细结构

这张图详细的描绘了里面的三个阶段，每个阶段包括什么，具体的内容介绍加载过程中详细描述

2、加载过程
加载过程包括3个阶段，下面详细的描述一下每个阶段执行的操作

加载阶段：
1.通过一个类的全限定名获取定义此类的二进制字节流

2.将这个字节流所代表的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构

3.在内存中生成一个代表这个类的java. lang.Class对象，作为方法区这个类的各种数据的访问入口

至于包括的3种加载器下面会单独描述，这里只描述加载阶段的操作。

补充:加载. class文件的方式

从本地系统中直接加载

通过网络获取，典型场景: Web Applet

从zip压缩包中读取，成为日后jar、war格式的基础

运行时计算生成，使用最多的是:动态代理技术

由其他文件生成，典型场景: JSP应用

从专有数据库中提取.class文件,比较少见

从加密文件中获取，典型的防Class文件被反编译的保护措施

链接阶段：
又细分如下三个部分：

验证(Verify) :
目的在子确保class文件的字节流中包含信息符合当前虚拟机要求，保证被加载类的正确性，不会危害虚拟机自身安全。

主要包括四种验证，文件格式验证，元数据验证，字节码验证，符号引用验证。

准备(Prepare) :

为类变量（静态变量）分配内存并且设置该类变量的默认初始值，即零值。具体的赋值在初始化阶段。例如 static int a=1;这个阶段a=0，到了初始化阶段才变为1.

这里不包含用final修饰的static,因为final在编译的时候就会分配了，准备阶段会显式初始化;

这里不会为实例变量分配初始化，类变量会分配在方法区中，而实例变量是会随着对象一起分配到Java堆中。

解析(Resolve) :

将常量池内的符号引用转换为直接引用的过程。

事实上，解析操作往往会伴随着JVM在执行完初始化之后再执行。

符号引用就是一组符号来描述所引用的目标。符号引用的字面量形式明确定义在《java虚拟机规范》的Class文件格式中。直接引用就是直接指向目标的指针、相对偏移量或一个间接定位到目标的句柄。

解析动作主要针对类或接口、字段、类方法、接口方法、方法类型等。对应常量池中的CONSTANT Class info、 CONSTANT Fieldref info、CONSTANT Methodref info等 。

解析的详细内容占时还没学到，到了学内存回收的时候再好好了解。

初始化阶段：

初始化阶段就是执行类构造器方法 ()的过程。

此方法不需定义，是javac编译器自动收集类中的所有类变量的赋值动作和静态代码块中的语句合并而来。这里就是上面的赋值操作，a=1.

构造器方法中指令按语句在源文件中出现的顺序执行。
赋值操作可能不止一句，所以从上往下执行

。()不同于类的构造器。(关联:构造器是虚拟机视角下的())若该类具有父类，JVM会保证子类的()执行前，父类的()已经执行完毕。

虚拟机必须保证一个类的() 方法在多线程下被同步加锁。

3、类加载器

JVM支持两种类型的类加载器：
引导类加载(BootstrapClassLoader)
自定义类加载器(User-Defined ClassLoader) 。

从概念上来讲，自定义类加载器一 般指的是程序中由开发人员自定义的一类，类加载器，但是Java虚拟机规范却没有这么定义，而是将所有派生于抽象类ClassLoader的类加载器都划分为自定义类加载器。

无论类加载器的类型如何划分，在程序中我们最常见的类加载器始终只有3个，如下所示:

虛拟机自带的加载器
启动类加载器(引导类加载器，Bootstrap ClassLoader)
这个类加载使用c/C++语言实现的，嵌套在JVM内部。

它用来加载Java的核心库(JAVA_ HOME/jre/lib/rt.jar、resources.jar或sun . boot .class.path路径下的内容) , 用于提供JVM自身需要的类并不继承自java. lang. ClassLoader,没有父加载器。是用c写的所以没有父加载器

加载扩展类和应用程序类加载器，并指定为他们的父类加载器。

出于安全考虑，Bootstrap启动类加载器只加载包名为java、javax、sun等开头的类。

虚拟机自带的加载器
扩展类加载器( Extension ClassLoader)

Java语言编写，由sun . misc. LauncherSExtClassLoader实现。

派生于ClassLoader类

父类加载器为启动类加载器

从java. ext.dirs系统属性所指定的目录中加载类库，或从JDK的安装目录的jre/lib/ext子目录(扩展目录)下加载类库。如果用户创建的JAR放在此目录下，也会自动由扩展类加载器加载。是识别这个目录的，用于扩展。

虛拟机自带的加载器
应用程序类加载器(系统类加载器,I AppClassLoader )

java语言编写，由sun .misc. Launcher$AppClassLoader实现

派生于ClassLoader类。

父类加载器为扩展类加载器

**它负责加载环境变量classpath或系统属性java.class.path 指定路径下的类库

该类加载是程序中默认的类加载器，一般来说，Java应用的类都是由它来完成加载**

通过ClassLoader #getSystemClassLoader ()方法可以获取到该类加载器

用户自定义类加载器

在Java的日常应用程序开发中，类的加载几乎是由.上述3种类加载器相互配合执行的，在必要时，我们还可以自定义类加载器，来定制类的加载方式。

用户自定义类加载器实现步骤:

1.开发人员可以通过继承抽象类java. lang. ClassLoader类的方式，实现自己的类加载器，以满足一些特殊的需求

2.在JDK1.2之前，在自定义类加载器时，总会去继承ClassLoader类并重写loadClass()方法，从而实现自定义的类加载类，但是在JDK1.2之后已不再建议用户去覆盖loadClass()方法，而是建议把自定义的类加载逻辑写在findClass()方法中。

3.在编写自定义类加载器时，如果没有太过于复杂的需求，可以直接继承URLClassLoader类，这样就可以避免自己去编写findClass()方法及其获取字节码流的方式，使自定义类加载器编写更加简洁。

4、双亲委派机制以及沙箱安全机制

Java虚拟机对class文件采用的是按需加载的方式，也就是说当需要使用该类时才会将它的class文件加载到内存生成class对象。而且加载某个类的class文件时，Java虚拟机采用的是双亲委派模式，即把请求交由父类处理，它是一种任务委派模式。

双亲委派机制工作原理

如果一个类加载器收到了类加载.请求，它并不会自己先去加载，而是把这个请求委托给父类的加载器去执行;

如果父类加载器还存在其父类加载器，则进一步向上委托，依次递归,请求最终将到达顶层的启动类加载器;

如果父类加载器可以完成类加载任务，就成功返回，倘若父类加载器无法完成此加载任务，子加载器才会尝试自己去加载，这就是双亲委派模式。

优势
避免类的重复加载
保护程序安全，防止核心API被随意篡改
自定义类: java. lang . String
自定义类: java. lang . ShkStart

例如：自己写了一个String类或者写了一个java.lang包，那么会调用系统的呢还是调用自己写的呢，双亲委派机制决定了调用系统的，逐级向上传递，如果没有String类，那么就会调用用户自定义的，很显然，系统是有的，所以向上传递的过程中，就调用了系统的String类，就不会再调用自己写的了。

沙箱安全机制

自定义String类，但是在加载自定义String类的时候会率先使用引导类加载器加载，而引导类加载器在加载的过程中会先加载jdk自带的文件(rt.jar包中java\lang\String.class)，这样可以保证对java核心源代码的保护，这就是沙箱安全机制。

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