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类加载机制
Java源码的编译过程
在Java发展过程中，开发者通常会通过IDE like Eclipse编写代码。这些代码被保存为以 .java 为扩展名的源文件，这些文件包含了开发者可以阅读和理解的代码。而与C语言不同，Java源文件需要经过编译才能转化为可以运行的可执行文件。尽管如此，编译之后生成的类文件（.class）并非直接可运行的字节码，而是需要被Java虚拟机（JVM）解析和执行。
JVM是运行在操作系统之上的虚拟器，而JDK（Java Development Kit）则包含了与特定操作系统兼容的类加载器。Java的跨平台特性得到了体现，因为一旦编译完成的类文件可以被所有支持Java的操作系统运行。这种特性使得Java开发者只需要编写一次代码就能运行于任何支持Java的环境中。
当编译完成后，生成的类文件需要被JVM加载。这一过程是动态进行的，类不会在一开始就被全部加载到内存中，而是在需要使用该类时才进行加载。
类的加载时机
由于Java是动态类型语言，类的加载并不是一次性完成的。只有当程序运行过程中首次遇到某个类的使用时，才会触发类的加载过程。此外，类的加载过程针对用户的需求进行优化，核心思想是保证程序运行的必要类已经加载完成，而非在所有类全部加载后再进行。
密切相关的，虚拟机在处理未知类时会启动类的加载机制：
类的加载过程
类从被描述为字节码到被实际在JVM中运行的过程，经历了七个不同的阶段。在整个过程中，一个类的生命周期从被加载到运行到卸载的总共包含七个阶段：
加载：通过类的全限定名获取其二进制流（如JAR文件、网络数据源、动态生成或从数据库读取），将其转换为方法区中的运行时数据结构，并在内存中生成一个java.lang.Class对象作为访问该类的门户。
验证：这是验证过程中的一个核心阶段，主要包括以下几个方面：
- 文件格式验证：检查字节流是否符合Java specifications，例如魔数是否为0xCAFEABABE，文件版本号是否在当前JVM的处理范围内，heapencode是否有效。
- 元数据验证：对类的语法结构进行校验，确保不会存在Java语言中不允许的内容（如不允许的继承关系或缺少实现的方法）。
- 字节码验证：通过数据流和控制流分析，确保程序语义正确，不会出现操作数栈数据类型不匹配、自条目跳转错误等问题。
- 符号引用验证：在符号引用解析之前，确保所有符号引用都能找到对应的目标类/方法/字段，并且访问属性符合运行时的安全规则。
准备：为被static修饰的类变量分配内存，并设置它们的初始值（通常设为数据类型的零值）。
解析：将常量池中的符号引用转化为直接引用。这种转化关系直接关联到JVM的内存布局，确保在不同的情形下都能正确引用目标对象。
初始化：执行类定义中的初始程序代码。具体触发初始化的场景包括：
- 创建类实例（通过
new、反射或反序列化）。 - 调用静态方法。
- 访问类变量并赋值。
- 初始化子类（确保父类已经被初始化）。
- 正确使用命令行运行主类。
通过以上阶段的执行，一个类从字节码被加载到实际可用的类型构造完成。
双亲委派模型的优势
JVM中的类加载机制包括两个核心要素：反向双亲委派和双亲委派模型。类加载器在此机制中扮演了重要角色。
JVM的三级类加载器体系按优先级排序如下：
JAVA_HOME\lib目录下符合虚拟机认可的类文件（如rt.jar），以及通过-Xbootclasspath选项指定的路径。JAVA_HOME\lib\ext目录下的第三方库，以及systemPROPERTY.io.startClassPath指定的路径。CLASSPATH系统参数和java.class.path的值加载第三方库。双亲委派模型的优点
Object）由统一的缺省类加载器加载，从而形成统一的视角。NoClassDefFoundError，这便于诊断和解决类加载问题。这种机制确保了类在于其加载器层次中的唯一性，避免了代码混淆和潜在的安全隐患。
如果觉得内容还不够清晰，可以参考与类加载器相关的技术文档或官方资料，深入探讨具体实现细节。
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