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文章标题:100道Java面试题之-Java中的类加载机制是怎样的?有哪些类加载器?
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Java中的类加载机制是Java虚拟机(JVM)将类文件(.class文件)加载到内存中,并对类进行解释和初始化的过程。这一过程主要包括加载、链接(验证、准备、解析)和初始化三个主要步骤。下面将详细解释这一过程,并介绍Java中的类加载器。

Java类加载机制

  1. 加载(Loading)

    • 类加载器根据类的全限定名找到对应的.class文件。
    • 将.class文件中的二进制数据读入到JVM中,并创建对应的java.lang.Class对象,作为方法区中这个类的各种数据的访问入口。
    • 在加载类时,类加载器还需要加载该类所依赖的其他类。
  2. 链接(Linking)

    • 验证(Verification):确保加载的类信息符合JVM规范,没有安全危害。
    • 准备(Preparation):为类的静态变量分配内存,并设置默认的初始值(注意,这里不是用户定义的初始值)。
    • 解析(Resolution):将类、接口、字段和方法的符号引用转换为直接引用。
  3. 初始化(Initialization)

    • 为类的静态变量赋予用户定义的初始值,执行静态代码块。
    • 初始化完成后,类才真正可以使用。

Java中的类加载器

Java中主要有以下几种类加载器:

  1. 引导类加载器(Bootstrap ClassLoader)

    • 这是最顶层的类加载器,由C++编写实现,不是java.lang.ClassLoader的子类。
    • 它负责加载Java的核心类库,如rt.jar、resources.jar等,这些类库位于/jre/lib目录下。
    • 由于引导类加载器不是Java类,因此它加载的类无法被Java程序直接引用。
  2. 扩展类加载器(Extension ClassLoader)

    • 它是java.lang.ClassLoader的子类,由sun.misc.Launcher$ExtClassLoader实现。
    • 负责加载Java的扩展类库,这些类库位于/jre/lib/ext目录下,或者由系统属性java.ext.dirs指定的目录。
  3. 系统类加载器(System ClassLoader)

    • 也称为应用程序类加载器(Application ClassLoader),是java.lang.ClassLoader的子类,由sun.misc.Launcher$AppClassLoader实现。
    • 它负责加载用户类路径(classpath)上的类,这些类通常是开发者自己编写的Java类。
  4. 自定义类加载器(User Defined ClassLoader)

    • 开发者可以通过继承java.lang.ClassLoader类来实现自己的类加载器,以满足特定的加载策略。

类加载器的双亲委派模型

Java的类加载器采用双亲委派模型(Parents Delegation Model)来组织和管理类的加载过程。当一个类加载器需要加载一个类时,它会首先把这个请求委派给父类加载器去完成,只有当父类加载器无法加载这个类时,子类加载器才会尝试自己去加载。这样做的好处是保证了Java核心类库的安全性和稳定性,防止了类的重复加载,并且有利于类的统一管理。

综上所述,Java的类加载机制是一个复杂但高效的过程,它通过不同的类加载器协同工作,确保了类的正确加载和初始化。同时,双亲委派模型的使用,进一步增强了Java程序的安全性和稳定性。

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