Java 类加载

本文将介绍 Java 类的加载、连接与初始化。

一、类的加载、连接与初始化

1. 何时进行类的加载、连接与初始化？

  • 当程序需要使用某个类时
  • 当使用预加载机制时

2. 类的加载

类加载是指将类的 class 文件读入内存，并为之创建一个 Java.lang.Class 对象。

Java 中的所有类其实也是实例，它们是 Java.lang.Class 类的实例。

3. 类的连接

连接阶段负责将类的二进制数据合并到 JRE 中，可以分为以下三个阶段：

  • 验证阶段：校验被加载的类是否有正确的内部结构，并与其它类协调一致
  • 准备阶段：为类的类变量分配内存，并置零
  • 解析阶段：将类的二进制数据中的符号引用替换为直接引用

4. 类的初始化

可以分为以下几个步骤：

  • 假如类的直接父类还没有初始化，加载、连接并初始化该直接父类

  • 对类进行初始化，主要就是对类变量进行初始化

    为类变量指定初始化值的方法：

    • 在声明类变量时指定初始值
    • 使用静态初始化块为类变量指定初始化值

二、类加载器

1. 什么是类加载器？

类加载器负责将 .class 文件加载到内存中，并生成对应的 Java.lang.Class 对象。

2. 类加载机制

(1) 类的唯一标识

当类已经被加载之后，就不应当再次载入。正如一个对象有一个唯一的标识一样，一个载入 JVM 的类也有唯一的标识

在 Java 中，类用全限定类名作为标识，在 JVM 中，类用全限定类名及其类加载器作为标识。

这意味着，一个类可以被多个类加载器加载，它们会被视为不同的类。

(2) 类加载机制

  • 全盘负责：当一个类加载器负责加载某个 Class 时，该 Class 所依赖的和引用的其它 Class 也将由该加载器负责载入，除非显性使用另外的类加载器来载入
  • 父类委托：先让父类加载器试图加载，只有在父类加载器无法加载时，才尝试从自己的类路径加载该 Class
  • 缓存机制：保证所有加载过的 Class 都会被缓存，当程序中需要使用某个 Class 时，先从缓存区中搜寻该 Class，只有当缓存区中不存在该 Class 时，才会进行加载

3. 内置类加载器

Java 运行时具有以下内置类加载器：

  • Bootstrap ClassLoader：根类加载器，负责加载 Java 核心类

    Java 核心类：包以 Java 开头

  • Extension ClassLoader：扩展类加载器，负责加载 Java 扩展类

    Java 扩展类：包以 Javax 开头

  • App ClassLoader：系统类加载器，又被称为应用程序类加载器，负责加载用户路径上所指定的类库

参考