二-类加载子系统
2.1 概述
如果要重新一个Java虚拟机，主要考虑类加载器和执行引擎
2.2类的加载器与类的加载过程
加载Class文件，class文件在文件开头有特定标识
类加载器ClassLoader只负责class文件加载，是否可以运行，由执行引擎ExecutinEngine决定
加载的类信息存放于一块叫方法区的内存空间
1.class file存在于本地硬盘上
2.class file加载到JVM中，被称为DNA元数据模板，放在方法区
3.在.class文件->JVM->元数据模块，Class Loder扮演快递员的角色
加载阶段Loading
1.通过一个类的全限定名获取定义此类的二进制字节流
2.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
3.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
- 从本地系统中直接加载
- 通过网络获取，典型场景：Web Applet
- 从zip包中读取，成为日后jar/war格式的基础
- 运行时计算生成，使用最多的：动态代理技术
- 从其他文件生成，典型场景：JSP应用
- 从专用数据库提取，比较少见
- 从加密文件中获取，典型的防class文件被反编译的保护措施
链接阶段Linking
验证Verify：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，确保被加载类的正确性
主要包括4种验证。文件格式验证/ 元数据验证/ 字节码验证/ 符号引用验证
工具：Binary Viewer查看
准备Prepare：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（不包括用final修饰的static，final在编译的时候就会被分配），也不会为实例变量分配初始化
解析Resolve：将常量池内的符号引用转换为直接引用的过程，在执行完初始化之后再执行
符号引用就是一种符号来描述所引用的目标；直接引用就是直接指向目标的指针、相对偏移量或一个间接定位到目标的句柄
解析动作主要针对类、接口、字段、类方法、接口方法、方法类型等
对应常量池中的CONSTANT_Class_info, CONSTANT_Fieldref_info, CONSTANT_Methodref_info等
初始化Initialization
就是执行类构造方法<-clinit>()的过程，不同于类的构造器
此方法不需要定义，javac编译器自动收集类中的所有类变量的赋值动作和静态代码块中的语句合并而来
构造方法中指令按语句在源文件中出现的顺序执行
若该类具有父类，JVM保证子类的<-clinit>()执行前，父类的<-clinit>()已经执行完毕
虚拟机必须保证一个类的<-clinit>()方法在多线程下被同步加锁
2.3类加载器的分类
JVM支持两种类型的类加载器，分为引导类加载器(Bootstrap ClassLoader)，自定义类加载器(User-Defined ClassLoader)，将所有派生于抽象类ClassLoader的类加载器都划分为自定义类加载器
引导类加载器/启动类加载器(Bootstrap ClassLoader)
- 使用C/C++实现的，嵌套在JVM内部，只加载java、javax、sun开头的类
- 用来加载Java核心库，用于提供JVM自身需要的类
- 不继承自java.lang.ClassLoader，没有父加载器
扩展类加载器(Extension ClassLoader)
- 派生于ClassLoader类，java语言编写，父类为启动类加载器
- 由sun.misc/Launcher$ExtClassLoader实现，从java.ext.dirs系统属性所指定的目录中加载类库，或从JDK安装目录的jre/lib/ext子目录加载
应用程序类加载器/系统类加载器(AppClassLoader)
- java语言编写，由sun.misc.Launcher$AppClassLoader实现，派生于ClassLoader类
- 父类为扩展类加载器，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
- 是程序中默认的类加载器，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实现步骤
1.开发人员通过继承抽象类java.lang.ClassLoader类的方式，实现自己的类加载器
2.JDK1.2后，不建议用户覆盖loadClass()方法，把自定义的类加载逻辑写在findClass()方法中
3.如果没有特殊复杂需求，可以直接继承URLClassLoader类，可以避免自己编写findClass()方法及其获取字节码流的方式