JVM类加载机制

一、类加载步骤

 JVM采用的是懒加载机制，即只有类在被使用时才加载。类的加载主要可分为以下几步：

加载：即把类字节码文件加载到内存，在一步会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。

验证：校验字节码文件的准确性，每个字节码文件都有固定的格式，以此来校验字节码文件是否被损坏。

准备：给静态变量分配内存空间并赋与默认值。

解析：将符号引用替换为直接引用，该阶段会把一些静态方法(符号引用，比如 main()方法)替换为指向数据所在内存的指针或句柄等(直接引用)，这是所谓的静态链接过程(类加载期间完成)，动态链接是在程序运行期间完成的将符号引用替换为直接引用。

初始化：对类变量初始化赋值，并执行静态代码块。

二、类加载器

 JVM的类加载主要有四类加载器来配合完成。

引导类加载器（BootstrapClassLoad）：负责加载支撑JVM运行的位于JRE的lib目录下的核心类库，比如 rt.jar、charsets.jar等。为避免核心类库被篡改，这类核心类库只能有引导类加载器加载，即使自定义类加载指定去加载该路径下的类也会报错无法加载成功。引导类加载器由C++代码实现，因此，在JAVA程序中对它的引用值为null。

扩展类加载器（ExtClassLoad）：负责加载支撑JVM运行的位于JRE的lib目录下的ext扩展目录中的JAR类包。

应用程序类加载器（AppClassLoad）：负责加载ClassPath路径下的类包，主要就是加载你自己写的那些类。

自定义加载器：负责加载用户自定义路径下的类包。自定义加载器需要继承ClassLoad类，同时，可根据自身业务需要是否要重新其加载类的loadClass和findClass方法。

类加载器从上往下构成"父子关系",注意，是在加载器类中有一个parent属性的值为上一层类加载器对象，并非JAVA层面的类继承关系。

三、类加载机制

JVM的类加载机制采用的是双亲委派机制，当加载一个类时，如果使用自定义类加载器，则从自定义加载器查看该加载器是否加载过此类，如果没有则委托上层的应用程序类加载器去加载，在加载时，同样的检查当前类加载器是否加载过此类，如果没有则委托上层的扩展类加载器去加载。在加载时，同样的检查当前类加载器是否加载过此类，没有则委托上层的引导类加载器去加载，在加载时，同样的检查当前类加载器是否加载过此类，如果没有，则由引导类加载器去加载此类，如果在引导类加载器管辖的路径下没加载到此类，则有下层的扩展类程序类加载器去加载，如果在扩展类加载器管辖的路径下没加载到此类，则有下层的应用程序类加载器去加载；如果在应用程序类加载器管辖的路径下没加载到此类，则有下层的自定义类加载器去加载；再加载不到则抛出异常。可以总结成一句话:从下往上检查类是否被加载过，从上往下去加载类。

 四、双亲委派机制的意义

    沙箱安全机制：各个类加载器管辖自己路径下类的加载，比如核心类库只能有引导类加载器加载，可以防止核心类库被篡改。自己写一个跟核心类库一模一样类名、包名的Object、String类，是不会被加载成功的。

    避免类的重复加载：当父亲已经加载了该类时，就没有必要子ClassLoader再加载一 次，保证被加载类的唯一性。

    提升类加载效率：因为在应用程序中，90%以上的类都是程序员自己写的类，所以从下往上开始检查能提升类加载的效率。

五、全盘负责委托机制

“全盘负责”是指当一个ClassLoder装载一个类时，除非显示的使用另外一个ClassLoder，该类

所依赖及引用的类也由这个ClassLoder作为入口载入，由它来触发类加载。

六、Tomcat打破双亲委派机制

   tomcat为什么不用双亲委派机制？

    一个tomcat可能运行多个应用程序，而且这个多个应用程序引用了同一个类的不同版本，所以，从双亲委派机制保证类只加载一份的特点不符合tomcat的业务场景需求。

   tomcat如何保证jps的热加载？   

   每个jsp文件对应一个唯一的类加载器，当一个jsp文件修改了，就直接卸载这个jsp类加载器。重新创建类加载器，重新加载jsp文件

   tomcat的几个主要类加载器：

commonLoader：Tomcat最基本的类加载器，加载路径中的class可以被Tomcat容器本身以及各个Webapp访问；

catalinaLoader：Tomcat容器私有的类加载器，加载路径中的class对于Webapp不 可见；

sharedLoader：各个Webapp共享的类加载器，加载路径中的class对于所有Webapp可见，但是对于Tomcat容器不可见；

WebappClassLoader：各个Webapp私有的类加载器，加载路径中的class只对当前 Webapp可见，比如加载war包里相关的类，每个war包应用都有自己的WebappClassLoader，实现相互隔离，比如不同war包应用引入了不同的spring版本， 这样实现就能加载各自的spring版本；

注意：同一个JVM内，两个相同包名和类名的类对象可以共存，因为他们的类加载器可以不一样（同一个类加载器Class，两个类加载器实例也称为不一样），所以看两个类对象是否是同一个，除了看类的包名和类名是否都相同之外，还需要他们的类加载器对象也是同一个才能认为他们是同一个。