Java学习手册:JVM加载class文件的原理机制

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Java语言是一种具有动态性的解释型语言,类(class)只有被加载到JVM中后才能运行。当运行指定程序时,JVM会将编译生成的.class文件按照需求和一定的规则加载到内存中,并组织成为一个完整的Java应用程序。这个加载过程是由类加载器来完成的,具体地说,就是由ClassLoader和它的子类来实现的。类加载器本身也是一个类,其实质是把类文件从硬盘读取到内存中。

类的加载方式分为隐式加载显式加载两种。隐式加载指的是程序在使用new等方式创建对象时,会隐式地调用类地加载器把对应的类加载到JVM中显式加载指的是通过直接调用class.forName()方法来把所需的类加载到JVM中

在Java语言中,类的加载是动态的,它并不会一次性将所有类全部加载后再运行,而是保证程序运行的基础类完全加载到JVM中,至于其他类,则在需要时才加载。在Java语言中,可以把类分为3类:系统类扩展类自定义类。Java针对3种不同的类提供了3种类型的加载器:
①Bootstrap Loader——负责加载系统类
②ExtClassLoader——负责加载扩展类
③AppClassLoader——负责加载应用类
以上三个类通过委托的方式来完成类的加载。具体而言,就是当有类需要被加载时,类加载器会请求父类来完成这个载入工作,父类会使用其自己的搜索路径来搜索需要被载入的类,如果搜索不到,才会由子类按照其搜索路径来搜素待加载的类。

类加载的主要步骤分为以下3步:
(1)装载。根据查找路径找到相对应的class文件,然后导入。
(2)链接。链接又可以分为3个小的步骤,具体如下:
①检查。检查待加载的class文件的正确性。
②准备。给类中的静态变量分配存储空间。
③解析。将符号引用转换成直接引用(可选)。
(3)初始化。对静态变量和静态代码块执行初始化工作。

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