类文件加载子系统
类的加载过程
加载-> 验证 -> 准备 -> 解析 -> 初始化
加载阶段
目的：
- 通过一个类的全限定名获取定义此类的二进制字节流
- 将这个字节流所代表的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构
- 在内存中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为方法区这个类的各种数据的访问入口。
加载class文件的方式
- 从本地系统直接加载
- 通过网络获取,如web applet
- 从压缩包获取。如jar包，war包
- 运行时生成。如动态代理
- 由其他文件生成。如JSP从数据库中提取.class文件
- 从加密文件或许。防止反编译的保护措施
链接阶段
验证(并非必要)
目的在于确保Class文件的字节流中包含信息符合当前虚拟机要求，保证被加载类的正确性，不会危害虚拟机自身安全
文件格式验证
目的：保证输入的字节流能正确地解析并存储到方法区内。
文件格式验证验证是基于二进制字节流进行的，只有通过这次验证，字节流才会进入方法区进行存储。后续的校验都是在方法区进行
元数据验证
目的：对类的元数据信息进行语意校验，保证不存在不符合Java语言规范的元数据信息
字节码验证
目的：通过数据流和控制流分析，确定语义是合法的、符合逻辑的。
字节码验证会对类的方法体进行校验，保证被校验类的方法在运行时不会做出危害虚拟机安全的事件
符号引用验证
目的：确保解析动作能够正常执行
准备
为类变量分配内存并且设置该类变量的默认初始值，即零值。
此时不包含用final修饰的static，因为final在编译的时候就会分配了，准备阶段会显式初始化；
此时不会为实例变量分配初始化，类变量会分配在方法区中，而实例变量是会随着对象一起分配到Java堆中。
解析
将常量池内的符号引用转换为直接引用。
解析动作主要针对类或接口、字段、类方法、接口方法、方法类型等。
初始化
在类初始化阶段，执行类构造器<clinit>()方法。
- 编译器会在将 .java 文件编译成 .class 文件时，收集所有类初始化代码和 static {} 域的代码，收集在一起成为 <clinit>() 方法，收集的顺序是由语句在源文件出现的顺序决定的
- 如果不存在静态语句块，也没有对变量初始化操作，就不会为这个类生成<clinit>()方法。
- 子类初始化时会首先调用父类的 <clinit>() 方法
- VM 会保证 <clinit>() 方法的线程安全，保证同一时间只有一个线程执行
类加载器
启动类加载器(Bootstrap ClassLoader)
- 这个类加载使用C/C++语言实现的，嵌套在JVM内部。
- 它用来加载Java的核心库（JAVAHOME/jre/1ib/rt.jar、resources.jar或sun.boot.class.path路径下的内容），用于提供JVM自身需要的类
- 并不继承自Java.lang.ClassLoader，没有父加载器。
- 加载扩展类和应用程序类加载器，并指定为他们的父类加载器。
- 出于安全考虑，Bootstrap启动类加载器只加载包名为java、javax、sun等开头的类
扩展类加载器(Extension ClassLoader)
- Java语言编写，由sun.misc.Launcher$ExtClassLoader实现。
- 派生于ClassLoader类
- 父类加载器为启动类加载器
- 从java.ext.dirs系统属性所指定的目录中加载类库，或从JDK的安装目录的jre/1ib/ext子目录（扩展目录）下加载类库。如果用户创建的JAR放在此目录下，也会自动由扩展类加载器加载。
应用程序类加载器(AppClassLoader)
- java语言编写，由sun.misc.LaunchersAppClassLoader实现
- 派生于ClassLoader类
- 父类加载器为扩展类加载器
- 它负责加载环境变量classpath或系统属性java.class.path指定路径下的类库
- 该类加载是程序中默认的类加载器，一般来说，Java应用的类都是由它来完成加载
- 通过classLoader#getSystemclassLoader（）方法可以获取到该类加载器
用户自定义类加载器
为什么要自定义类加载器？
- 隔离加载类
- 修改类加载的方式
- 扩展加载源
- 防止源码泄漏
双亲委派模型
双亲委派模型要求除了顶层的启动类加载器外，其余的类加载器都应该有自己的父类加载器。
工作原理
- 如果一个类加载器收到类加载请求，它不会自己先去加载，而是把这个请求委托给父类的加载器去执行
- 如果父类加载器还存在其父类加载器，则进一步向上委托，一次递归，最终将到达顶层的启动类加载器
- 如果父类加载器可以完成类加载任务，则返回成功。若父类加载器无法完成加载任务，子加载器会尝试自己去加载
优势
- 避免类的重复加载
- 保存程序安全，防止核心API被篡改，如Java.lang.*下的类
