类加载机制

一、类加载的作用

把class文件中的类加载到虚拟机中。什么时候加载呢？触发时机包括以下几种：

1. 使用静态字段或静态方法，包括new的时候；
2. 使用java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用时；
3. 初始化一个类时，首先确保初始化其父类；
4. 虚拟机启动时，加载主类；
5. 使用动态语言支持时

二、类加载的流程

1. 加载
   获取二进制字节流，转换成方法区的运行时数据结构，在内存生成一个class对象
2. 链接
   • 验证
   • 准备
     分配内存，赋初始值
   • 解析
     符号引用替换成直接引用
3. 初始化
   执行<clinit>()
4. 使用
5. 卸载
   需要：所有对象被gc，类对象没有被引用，类加载器被gc

三、类加载模型

双亲委派模型，先给parent load，load不到才会自己load

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
        throws ClassNotFoundException
    {
        synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
            // First, check if the class has already been loaded
            Class<?> c = findLoadedClass(name);
            if (c == null) {
                long t0 = System.nanoTime();
                try {
                    if (parent != null) {
                        c = parent.loadClass(name, false);
                    } else {
                        c = findBootstrapClassOrNull(name);
                    }
                } catch (ClassNotFoundException e) {
                    // ClassNotFoundException thrown if class not found
                    // from the non-null parent class loader
                }

                if (c == null) {
                    // If still not found, then invoke findClass in order
                    // to find the class.
                    long t1 = System.nanoTime();
                    c = findClass(name);

                    // this is the defining class loader; record the stats
                    sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
                }
            }
            if (resolve) {
                resolveClass(c);
            }
            return c;
        }
    }

使用这种模型的意义是：

1. 防止混乱，避免同一个类被各种加载
2. 保证虚拟机的安全，自己写一个java.开头的类自己加载，会抛出SecurityException

四、类加载器

1. BootstrapClassLoader
   c++实现，虚拟机的一部分，负责加载运行时需要的核心类库。例如存放在$JAVA_HOME/lib中并且能被虚拟机识别的类（如rt.jar包中的java.开头的类）
2. ExtClassLoader
   加载$JAVA_HOME/lib/ext中的jar包，实现在sun.misc.Launcher中，他的parent是null，代表BootstrapClassLoader
3. AppClassLoader
   加载用户路径（ClassPath）上指定的类库，也就是用户实现的类。同样实现在sun.misc.Launcher中，他的parent是ExtClassLoader

五、一些著名的例子

1. 线程上下文加载器
   起因是例如JNDI服务这样的服务接口作为java标准服务是由BootstrapClassLoader加载的，而其实现由独立厂商提供（SPI，Service Provider Interface）放在classpath下，BootstrapClassLoader无法加载，所以只好使用线程上下文加载器开个后门，默认为AppClassLoader