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JVM类加载机制

news 来源：原创 2025/5/20 6:41:07

一、类加载的时机

主动引用（触发类初始化）：
- 创建类实例（new）
- 访问类的静态变量/方法（非final）
- 反射调用（Class.forName()）
- 初始化子类时父类未初始化
- 虚拟机启动时指定的主类
被动引用（不触发初始化）：
- 通过子类引用父类静态字段（仅初始化父类）
- 定义类引用数组（不会触发类初始化）
- 访问编译期常量（static final）

二、类加载过程

1. 加载（Loading）

主要任务：
- 通过全限定名获取类的二进制字节流
- 将字节流转化为方法区的运行时数据结构
- 在堆中生成Class对象作为访问入口
数据来源：
- ZIP/JAR包
- 网络动态加载
- 运行时计算生成（动态代理）
- 其他文件生成（JSP）
- 数据库读取

2. 验证（Verification）

文件格式验证：魔数、版本号等
元数据验证：语义分析（是否有父类、是否final等）
字节码验证：程序逻辑校验
符号引用验证：解析阶段发生，检查引用能否找到对应类

3. 准备（Preparation）

为类变量（static变量）分配内存并设置初始零值
static final常量在此阶段直接赋值

4. 解析（Resolution）

将符号引用转换为直接引用
类/接口解析、字段解析、方法解析等

5. 初始化（Initialization）

执行类构造器<clinit>()方法（编译器自动生成）
按顺序收集：
- 静态变量赋值语句
- 静态代码块

三、类加载器

1. 双亲委派模型

启动类加载器（Bootstrap）↑
扩展类加载器（Extension）↑
应用程序类加载器（Application）↑
自定义类加载器（Custom）

工作流程：

收到加载请求后先委托父加载器
父加载器无法完成时才自己加载

优势：

避免重复加载
防止核心API被篡改（如自定义java.lang.String）

2. 破坏双亲委派的场景

SPI服务加载（如JDBC）
OSGi模块化系统
热部署实现

四、常见问题

Q1：类加载过程是怎样的？

回答结构：

加载 → 验证 → 准备 → 解析 → 初始化
各阶段主要工作
强调初始化是执行<clinit>()方法

Q2：双亲委派模型是什么？

回答要点：

类加载器层级结构
"向上委托"的工作机制
优势（安全性和避免重复加载）

Q3：如何自定义类加载器？

public class MyClassLoader extends ClassLoader {@Overrideprotected Class<?> findClass(String name) {// 1. 读取类文件字节码byte[] data = loadClassData(name);// 2. 调用defineClassreturn defineClass(name, data, 0, data.length);}
}