4-1.jvm的类加载

JVM的类加载机制是将字节码文件（.class）动态加载到内存，并进行验证、准备、解析和初始化的过程，最终生成可被虚拟机直接使用的类对象。：

一、类加载的五大阶段

​加载（Loading）​​

​任务：通过类加载器（ClassLoader）获取类的二进制字节流，并在方法区生成对应的运行时数据结构，同时在堆中创建java.lang.Class对象作为访问入口。
​加载来源：本地文件系统、网络（如Applet）、ZIP/JAR包、动态代理生成的类等。
​关键点：类加载器（如BootstrapClassLoader、AppClassLoader）按需加载类，JVM仅要求字节流符合规范，不限制生成方式（如支持Scala、Kotlin等语言）。
​验证（Verification）​​

​目的：确保字节码合法且不会危害JVM安全。
​步骤：
​文件格式验证：检查魔数（0xCAFEBABE）、版本号等。
​语义验证：检查继承关系、方法重载合法性等。
​字节码验证：验证操作数栈类型匹配、跳转指令有效性等。
​准备（Preparation）​​

​任务：为类变量（静态变量）分配内存并设置默认初始值​（如int为0，引用类型为null）。
​例外：final static修饰的常量在编译期直接赋值，此阶段直接生效。
​解析（Resolution）​​

​任务：将常量池中的符号引用（如类名、方法名）转换为直接引用（内存地址或偏移量）。
​对象类型：类/接口、字段、方法等的解析。
​初始化（Initialization）​​

​触发条件：首次主动使用类（如new实例、访问静态变量、调用静态方法、反射等）。
​执行内容：执行()方法（由编译器自动合并静态变量赋值和静态代码块生成），按代码顺序初始化静态变量。
​线程安全：JVM通过加锁确保多线程下()仅执行一次。

二、类加载器与双亲委派模型

​类加载器分类​

​启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）​：C++实现，加载JAVA_HOME/lib核心类库（如rt.jar）。
​扩展类加载器（Extension ClassLoader）​：加载JAVA_HOME/lib/ext或java.ext.dirs指定的类。
​应用类加载器（AppClassLoader）​：加载用户类路径（Classpath）的类。
​自定义类加载器：用户继承ClassLoader实现，用于动态加载非标准路径的类（如网络、数据库）。
​双亲委派机制​

​流程：子加载器收到加载请求时，先委派父加载器处理，仅当父加载器无法完成时，子加载器才尝试加载。
​优点：
​安全性：防止核心类被篡改（如自定义java.lang.String无效）。
​避免重复加载：确保类全局唯一性。

三、类加载的触发场景

以下情况会触发类的初始化​（主动使用）：

创建类的实例（new）。
访问类的静态变量或方法（非final常量）。
反射调用（如Class.forName()）。
初始化子类时，若父类未初始化，则触发父类初始化。
虚拟机启动时指定的主类（包含main()的类）。
​四、特殊案例解析
​被动引用：访问父类的静态字段不会触发子类初始化，访问编译期常量（final static）不会触发类初始化。
​接口初始化：不要求父接口全部初始化，仅在首次使用静态字段时触发。