3、类的加载与ClassLoader的理解

5.1.类加载(ClassLoad)的理解:

a.类加载器的作用:

• 1.将class文件字节码内容加载到内存中，并将这些静态数据转换成方法区的运行时数据结构，然后在堆中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为方法区中类数据的访问入口。
• 2.类缓存：标准的JavaSE类加载器可以按要求查找类，但一旦某个类被加载到类加载器中，它将维持加载（缓存）一段时间。不过JVM垃圾回收机制可以回收这些Class对象。

b.类加载器分类：

• 1.类加载器作用是用来把类(class)装载进内存的。JVM 规范定义了如下类型的类的加载器
  
• 2.代码测试获取类加载器：
  
  

c.使用ClassLoader加载配置文件：

package com.atguigu.java;

import org.junit.Test;

import java.io.InputStream;
import java.util.Properties;
   
 @Test
    public void test2() throws Exception {

        Properties pros =  new Properties();
        //此时的文件默认在当前的module下。
        //读取配置文件的方式一：
		//FileInputStream fis = new FileInputStream("jdbc.properties");
		//FileInputStream fis = new FileInputStream("src\\jdbc1.properties");
		//pros.load(fis);

        //读取配置文件的方式二：使用ClassLoader
        //配置文件默认识别为：当前module的src目录下面
        ClassLoader classLoader = ClassLoaderTest.class.getClassLoader();
        InputStream is = classLoader.getResourceAsStream("jdbc1.properties");
        pros.load(is);
        String user = pros.getProperty("user");
        String password = pros.getProperty("password");
        System.out.println("user = " + user + ",password = " + password);
    }
}

d.所谓的类加载就是指的如下位置：

5.2.静态加载和动态加载：

a.基本说明

• 1.说明什么是静态加载：
  
• 下面编译上面的代码，在编译的时候发现Dog类没有，Dog类不一定用到，但是在编译的时候，就加载这个类，这就是静态加载
  
• 2.反射机制是实现java动态语言的关键，也是通过反射实现了类的动态加载，一般我们把类加载分为两种
  • 静态加载：编译的时候就加载相关的类，如果某个类没有则就报错，依赖性强
  • 动态加载：运行时加载相关的类，如果运行时不用该类，即便这个类不存在，也不会不报错，降低了依赖性，反射是使用了动态加载

b.类加载（类初始化）时机有哪些？？

• 1.类的主动引用（一定会发生类的初始化）
  • 当虚拟机启动，先初始化main方法所在的类
  • new一个类的对象 //静态加载
  • 调用类的静态成员（除了final常量）和静态方法 //静态加载
  • 使用java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用 //静态加载
  • 当初始化一个类，如果子类被加载的时候，父类也被加载，如果其父类没有被初始化，则先会初始化它的父类 //静态加载
• 2.类的被动引用（不会发生类的初始化）
  • 当访问一个静态域时，只有真正声明这个域的类才会被初始化
  • 当通过子类引用父类的静态变量，不会导致子类初始化
  • 通过数组定义类引用，不会触发此类的初始化
  • 引用常量不会触发此类的初始化（常量在链接阶段就存入调用类的常量池中了）

5.3.类加载过程图分析：

a.整个过程分析：

b.类加载各阶段完成的任务:

• 1.验证主要是：对文件的安全性验证，文件格式正确与否，符号应用等是否准确
• 2.准备主要是：对静态变量分配内存，且完成一些默认初始化
• 3.解析阶段主要是：虚拟机将常量池的符号引用替换成直接引用
• 4.初始化阶段才会真正的执行我们在类中定义的java代码
  

5.4.类加载中3个过程的详细说明：

a.加载阶段：

• 1.加载过程：
  • 对应的就是将java源码编译后的字节码文件加载到内存，并将这些静态数据转换成方法区的运行时数据结构，然后在堆中生成Class对象，作为方法区中类数据的访问入口（即引用地址）
    
  • 所有需要访问和使用数据只能通过这个Class对象
  • 这个加载的过程需要类加载器参与

b.链接阶段:

• 1.链接阶段就是将Java类的二进制代码合并到JVM的运行状态之中的过程

验证阶段：

准备阶段：

• 说明：下面这些内存分配都是在方法区中实现的
  
• 静态变量在类加载中的层序说明：
  

解析阶段:

• 虚拟机常量池内的符号引用（常量名）替换为直接引用（地址）的过程
  

c.初始化（Initialization):

• 1.初始化阶段就是：执行类构造器<clinit>()方法（类构造器是构造类信息的，不是构造该类对象的构造器）。的过程
  
• 2.如下代码可以看到：当初始化一个类的时候，如果发现其父类还没有进行初始化，则需要先触发其父类的初始化。虚拟机会保证一个类的<clinit>()方法在多线程环境中被正确加锁和同步

package com.hspedu.reflection.classload_;

/**
 * 演示类加载-初始化阶段
 */
public class ClassLoad03 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        //B b = new B();
        System.out.println(B.num);
    }
}

class B {
    static {
        System.out.println("B 静态代码块被执行");
        num = 300;
    }

    static int num = 100;

    public B() {//构造器
        System.out.println("B() 构造器被执行");
    }
}

• 类加载执行过程：
• 1. 加载B类，并生成 B的class对象
• 2. 链接 num = 0
• 3. 初始化阶段: clinit()依次自动收集类中的所有静态变量的赋值动作和静态代码块中的语句并且去合并，合并的代码过程如下:
     clinit() {
     System.out.println(“B 静态代码块被执行”);
     num = 300;
     num = 100;
     }
     合并后: num = 100
     System.out.println(B.num);//100, 如果直接使用类的静态属性，也会导致类的加载

• 1.针对初始化中的第3条，可以看出在java底层有同步锁机制来控制，保证只有某个类只有一份Class对象

 //看看加载类的时候，是有同步机制控制
  protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException{
       //正因为有同步锁这个机制，所以才能保证某个类在内存中, 只有一份Class对象
       synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
       //....
       }
   }     

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