Java類(lèi)加載器是Java虛擬機(jī)(JVM)的組成部分,它的主要作用是將類(lèi)的字節(jié)碼加載到內(nèi)存中并轉(zhuǎn)換成可以被JVM執(zhí)行的Java類(lèi)。Java類(lèi)加載器按照特定的規(guī)則從文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)或者其他來(lái)源加載類(lèi)的字節(jié)碼,并在JVM中創(chuàng)建相應(yīng)的Java類(lèi)。
Java類(lèi)加載器的加載機(jī)制主要有三個(gè)步驟:
加載(Loading):加載器從文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)或其他來(lái)源讀取二進(jìn)制數(shù)據(jù)流,然后將其轉(zhuǎn)換成JVM內(nèi)部格式的類(lèi)對(duì)象。這個(gè)過(guò)程只需要讀取字節(jié)碼數(shù)據(jù),并不會(huì)對(duì)字節(jié)碼進(jìn)行任何解析和執(zhí)行。
鏈接(Linking):鏈接分為三個(gè)步驟:驗(yàn)證(Verification)、準(zhǔn)備(Preparation)和解析(Resolution)。
驗(yàn)證:驗(yàn)證階段主要是對(duì)字節(jié)碼進(jìn)行校驗(yàn),確保其符合Java語(yǔ)言規(guī)范和JVM規(guī)范,避免安全漏洞和其他問(wèn)題。
準(zhǔn)備:在準(zhǔn)備階段,類(lèi)的靜態(tài)變量被分配內(nèi)存并設(shè)置默認(rèn)值,例如int類(lèi)型的靜態(tài)變量默認(rèn)值為0,而引用類(lèi)型的靜態(tài)變量默認(rèn)值為null。
解析:解析階段將符號(hào)引用轉(zhuǎn)換成直接引用,例如將類(lèi)名轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的字節(jié)碼。
初始化(Initialization):初始化階段對(duì)類(lèi)進(jìn)行初始化,包括靜態(tài)變量賦值和靜態(tài)代碼塊執(zhí)行等操作。當(dāng)類(lèi)被初始化時(shí),JVM會(huì)保證同步線(xiàn)程,確保只有一個(gè)線(xiàn)程可以執(zhí)行初始化代碼。
Java類(lèi)加載器按照類(lèi)的不同來(lái)源、訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限和加載順序等特點(diǎn),分為不同的類(lèi)型。Java類(lèi)加載器的層次結(jié)構(gòu)也是非常重要的,它決定了類(lèi)加載器之間的依賴(lài)關(guān)系和委派關(guān)系,例如Bootstrap ClassLoader、Extension ClassLoader和System ClassLoader等。熟悉Java類(lèi)加載器的理解和機(jī)制,對(duì)于理解Java虛擬機(jī)的內(nèi)部工作原理和Java程序的運(yùn)行機(jī)制都是非常重要的。