JVM 类加载过程

一、加载（Loading）

目标：把字节码文件（.class）“读入 JVM”，生成类的 “半成品”（Class 对象）。

• Bootstrap ClassLoader（启动类加载器）：
  • 负责加载 JVM 核心类库（如 java.lang 包），用 C++ 实现（不同 JVM 有差异），无对应的 Java 类。
• Platform ClassLoader（平台类加载器）：
  • 加载 Java 标准库扩展（如 java.sql、javax 包），JDK 9 后从 Extension ClassLoader 改名而来。
• App ClassLoader（应用类加载器）：  
  • 加载项目自己写的类、第三方库（classpath 路径下的类），是开发中最常用的加载器。

类加载器（不同 JDK 版本的差异）

• 低版本 JDK
  • 启动类加载器：负责加载rt.jar（包含 Java 核心类库）中的类。
  • 扩展类加载器：负责加载ext目录下的扩展类库中的类。
  • 系统类加载器（System ClassLoader）：负责加载classpath中程序员自己编写的类。
• 高版本 JDK（9+，引入模块化思想）
  • 启动类加载器：仍负责加载 JDK 核心类库。
  • 平台类加载器：替代低版本的扩展类加载器，负责加载 Java 平台扩展的非核心类。
  • 应用类加载器：替代低版本的系统类加载器，负责加载classpath中的类。
  • 变化：rt.jar和ext目录消失，类库被拆分为多个模块（.jmod文件），不同模块由不同类加载器加载。

流程：类加载器按 双亲委派机制 工作（优先让父加载器尝试加载，保证核心类不被篡改），最终找到字节码文件，读入内存并生成 Class 对象，存入方法区。

二、链接（Linking）

目标：把 “半成品类” 变成可执行的 “成品”，拆成 验证、准备、解析 三步：

1. 验证（Verify）

• 检查字节码是否符合 JVM 规范（比如魔数是否是 0xCAFEBABE、语法是否合法），防止恶意 / 错误字节码搞崩 JVM。

2. 准备（Prepare）

• 给类的静态变量分配内存 + 设置默认值（比如 static int num = 10，准备阶段会先设 num = 0，真正赋值在初始化阶段）。
• 注意：静态常量（static final）直接赋 “用户写的值”（比如 static final int num = 10，准备阶段就会设 num = 10 ）。

3. 解析（Resolve）

• 把符号引用替换成直接引用：比如代码里写 Object obj = new Object()，编译后是 “符号引用”（类似 “找名为 Object 的类”），解析阶段会换成内存地址（直接引用），让 JVM 真正能找到对应的类。

三、初始化（Initialization）

目标：执行类的静态代码块、给静态变量赋 “用户写的值”（比如 static int num = 10 在这里真正赋值为 10 ）。

• 触发时机：首次用类的静态成员、创建对象、反射调用等（遵循 主动使用规则 ）。
• 流程：按代码顺序执行静态变量赋值、静态代码块，完成后类才算真正 “可用”。

关键总结

1. 类加载器：用 “双亲委派” 保证类加载安全，避免核心类被篡改。
2. 链接阶段：验证字节码合法性 → 给静态变量分配内存 → 把符号引用转成内存地址。
3. 初始化：执行静态逻辑，给静态变量赋最终值，让类真正 “激活”。

类加载器获取

（1）方式 1：通过当前类的 getClassLoader() 获取

ClassLoader appClassLoader = ReflectTest.class.getClassLoader();

• 逻辑：
  • ReflectTest.class 拿到当前类的 Class 对象，调用 getClassLoader()，获取 “加载当前类的类加载器”。
  • 因 ReflectTest是项目 classpath 内的自定义类，加载它的就是 应用类加载器。
• 作用：验证 “自定义类由应用类加载器加载”。

（2）方式 2：通过 ClassLoader.getSystemClassLoader() 获取

ClassLoader appClassLoader2 = ClassLoader.getSystemClassLoader();

• 逻辑：
  • ClassLoader 是类加载器基类，静态方法 getSystemClassLoader() 直接返回 应用类加载器。
  • 这是 Java 提供的 “直接获取应用类加载器” 的标准写法。
• 作用：更直接获取应用类加载器，与方式 1 对比，结果一致。

（3）方式 3：通过线程上下文类加载器获取

ClassLoader appClassLoader3 = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
System.out.println("应用类加载器：" + appClassLoader3);

• 逻辑：
  • 每个 Java 线程默认有 “上下文类加载器（Context ClassLoader）”，默认就是 应用类加载器。
  • 通过 Thread.currentThread() 拿到当前线程，调用 getContextClassLoader() 获取。
• 作用：框架（如 Tomcat ）中常用，可动态修改上下文类加载器，实现复杂加载逻辑（此处演示默认情况 ）。