java类的加载

类加载的过程

任何程序都要先加载到内存中才能和CPU进行交流，而JVM中的ClassLoader（类加载器）就是负责提前将,class文件加载到内存中去的。
Java类加载的方式分为两种：
1、 隐试加载：代码执行过程中碰到通过new等方式生成对象时，隐试调用类加载器加载对应的类到JVM中
2、 显式加载：通过class.forname()等方法，显式加载需要的类

类加载的动态性体现:

程序时由很多个类来组成的，当程序启动的时候，JVM会先把保障程序运行的最基本的类一次性加载进来，其余的类在运行时随用随加载，这种方法好处是节省了内存开销。（因为最早java是为嵌入式系统而设计的，内存宝贵。用到时再加载也是java动态性的一种体现）

类加载器的分类

Java中的类加载器主要可以分为两类，一是系统提供的类加载器，一是由开发人员编写的自定义类加载器

• 系统默认类加载器：

Bootstrp loader（引导类加载器）：此加载器是用c++语言编写的，并不继承java.long.ClassLoader在java虚拟机启动后自动初始化，主要用来负责加载%JAVA_HOME%/jre/lib,-Xbootclasspath 参数指定的路径以及%JAVA_HOME%/jre/classes中的类

ExtClassLoader（扩展类加载器）：此加载器由Bootstrp loader加载，其父加载器被设定为Bootstrp loader，ExtClassLoader是由java编写的，主要加载%JAVA_HOME%/jre/lib/ext下的所有classes目录。以及java.ext.dirs系统变量指定的路径中的类库。

AppClassLoader（系统类加载器）：Bootstrp loader加载完ExtClassLoader后悔加载AppClassLoader，并且将AppClassLoader的父类指定为ExtClassLoader，AppClassLoader也是用java写的，它的实现类是sun.misc.launcher$AppClassLoader，另外ClassLoader中有个getSystemClassLoader()方法，返回的正是AppClassLoader。主要负责加载classpath所指定的位置的类或者jar文档，也是java程序默认的类加载器。

• 自定义类加载器

除了系统提供的三个类加载器，开发者还可以通过继承java.lang.ClassLoader这个抽象类来实现自己的类加载器，以满足一些特殊需求。（java提供的默认加载器只加载指定目录下的jar和class，如果想加载其他位置的类或jar，默认的classLoader就不能满足需求了）
定义自己的类加载器分为两步：
1.继承java.lang.ClassLoader
2.重写父类的findClass方法

那么java是如何加载class的呢？

双亲委派机制

首先需要知道的是，java类加载遵循一个机制——Parents Delegation Model（双亲委派模型）
双亲委派机制：就是某个特定的类加载器在接收到加载类的请求时，除非显示的要求使用某一个类加载器，都会将加载任务委托给父类加载器，父类加载器又将加载任务继续向上委托，知道最终父类加载器，如果最终父类加载器可以完成此类的加载任务，就由其完成加载，如果不行就依次向下传递任务，由其子类加载器进行加载。

双亲委派有什么好处？

1、 出于安全考虑，这么做保证了java核心库的安全性，确保基础类永远都是由java提供的跟加载器来加载。
2、 可以避免重复加载，当父加载器已经加载了该类后，子类就没有必要再加载一次。
从以上两点出发，如果有人恶意篡改了基础类的代码（例如：java.lang.string）那他自己定义的java.lang.string将永远不会被加载进来，因为原始的String类已经在启动的时候就被加载进来了。

类加载的过程：

Java的类加载器是一个运行时核心基础设施模块，主要在启动的时候进行类的load（加载），link（链接）和init（初始化），
1、 Load阶段读取类文件产生二进制流，并转换为特定的数据结构，初步校验café babe魔法数、常量池、文件长度、是否有父类等，然后创建对应的java.lang.Class实例。
2、 Link阶段包括验证、准备、解析三个步骤，验证是更详细的校验，比如final是否合规、类型是否正确、静态变量是否合理等；准备阶段是为静态变量分配内存空间，并设定默认值，解析类和方法确保类与类之间的相互引用正确性，完成内存结构布局。
3、 Init阶段执行类构造器<clinit>方法，如果赋值运算是通过其他类的静态方法来完成的，那么会马上解析另外一个类，在虚拟机栈中执行完毕后通过返回值进行赋值。

类加载是一个将.class字节码文件实例化成Class对象并进行相关初始化的过程。在这个过程中，JVM会初始化继承树上还没有被初始化过的所有父类，并会执行这个链路上所有未执行过的静态代码块，静态变量赋值语句等，某些类在使用时，也可以按需由类加载器来进行加载。

创建类的两种方式：

全小写的class是关键字，用来定义类，而首字母大写的Class（大class对象），它表示所有class的类。
我们知道创建对象的时候一般是用new关键字来创建的，比如说我有一个clazz的类：

class Clazz{
    private String inner = “this is my attribute”,
    public void call() {
        System.out.printIn(“hello world”);
    }
    public String getInner() {
        return inner;
    }
}

那么我如果要创建clazz对象的话一般是用
Clazz clazz = new Clazz();
如果我创建了有参构造器的话那就是
Clazz clazz = new Clazz(“传一个inner的参数”);
但是我们还有另外的一种方法来获得一个对象，那就是通过类加载的方式来获得，即利用Class对象的getDeclaredConstructor().newInstance()的方法。（Class类下的newInstance()在JDK9中已设置为过时了，推荐使用上面的方法）可以获得一个clazz的对象：

    Class <Clazz> one = Clazz.class;
    Clazz clazz = one.getDeclaredConstructor().newInstance();

new和newinstance()的区别

那么两者有什么区别吗？
当然是有的啦，new关键字是强类型校验，可以调用类的任何构造方法，在使用new操作的时候，这个类可以没有被加载过。而Class类下的newInstance()是弱类型校验的，它只能调用无参构造方法，如果没有默认的构造方法的话会抛出InstantiationException异常，如果此构造方法没有权限访问的话，会抛出IllegalAccessException异常。其实使用newInstance()的方法就是通过反射的机制来实现的啦，这种方式广泛的被应用在设计模式之中，可以通过这种方式来实现把类的实现与类的定义进行解耦。这种方式是实现面向接口编程、依赖倒置的必然选择。
因为newInstance()调用的是无参构造方法，所以我们的类其实是没有初始化的，那么我们如何对类进行初始化呢？java的反射机制提供了一整套的方法来获取类的方法，属性等，比如说我可以通过Class对象来获取私有成员属性Field
Field privateFinalInone = one,getDeclaredfield(“inner”);
Field其实就是通过反射的方法把目标类里的一个属性抽象化为一个对象，他是所有目标类中属性的一个共性集合体，
我们知道上面我们在clazz类中设置的inner属性为私有的，我们获取后如果要对其进行初始化那么需要做一些事情，把私有对象的访问修改状态设置为true
privateFinalInone.setAccessible(ture)
然后就可以通过set方法对其进行赋值了
privateFinalInone.set(clazz, “初始化一下”);
set方法的两个参数分别是需要初始化的对象（即我们通过newInstance创建出来的clazz）和初始化的value（即clazz里inner属性的值）
这时我们调用clazz对象的getInner()方法打印出来返回的inner就是“初始化一下"啦

总结

类加载器是类似于原始部落的一种结构的，存在比较森严的权利等级制度。

1. 最高一层就是部落里最牛的存在Bootstrap，它是在JVM启动时创建的，属于开天辟地的老祖宗，通常是由与操作系统相关的本地代码来实现，是最根基的类加载器，负责装载最核心的java类，如：Object、Ststem、String等；
2. 第二层是在JDK9版本中称为Platform ClassLoader，即平台类加载器，用来加载一些扩展的系统类，比如XML、加密、解压相关的功能类等；JDK9以前的加载器是Extension Classloader；
3. 第三层是Application ClassLoader的应用类加载器，主要是加载用户定义的CLASSPATH路径下的类。

4. 余下的就是用户自定义的加载器啦

   
   双亲委派模型

双亲委派机制不是一个强制的模型

双亲委派机制是一个非强制的模型，用户可以自定义类加载器，除了bootstarp外其他的加载器并非一定要引入。
所以假如我们自己写了一个java.lang.String的类，我们可以替换调JDK本身的类吗？
当然不可以实现啦！为什么呢？因为双亲委托机制不是一个强制的模型，你完全可以自己写一个classLoader来加载自己写的java.lang.String类，但是你会发现也不会成功替换掉JDK的string类，具体就是因为因为Bootstarp这个类加载器是在JVM启动的时候就启动了，它是必定启动的一个加载器，而string类就是由它来负责加载的，所以针对java.*开头的类，jvm的实现中已经保证了必须由bootstarp来加载。java的核心类库的安全是由它这个老祖宗来守护的~~