Java加载器概述

Java加载器是Java虚拟机（JVM）的核心组件之一，它的主要责任是在运行时加载Java类和其它相关资源，使得JVM能够履行Java程序。Java加载器采取了一种层次化的设计结构，因此可以支持自定义加载器的扩大和替换。在Java加载器的帮助下，Java程序可以动态加载和卸载类，实现更加灵活多样的利用场景。

Java加载器的种别

根据它们所处的位置和职责，Java加载器可以分为以下三类：

1、启动类加载器（BootstrapClassLoader）

启动类加载器是JVM内置的一部份，它负责加载JVM本身需要的基础类库，例如java.lang包下的类和一些核心的JavaAPI等。启动类加载器是由JVM实现的一部份，因此没法被自定义的Java类所替换，也没法被Java程序所修改。

2、扩大类加载器（ExtensionClassLoader）

扩大类加载器负责加载Java虚拟机扩大的一些类或jar包，例如JDK自带的jce.jar等。扩大类加载器是由Java虚拟机实现，并且是可以被替换的。

3、利用程序类加载器（ApplicationClassLoader）

利用程序类加载器是Java利用程序的默许加载器，它负责查找和加载利用程序类路径下的所有类和资源文件。利用程序类加载器是由Java程序实现的，并且可以被替换。

Java加载器的工作原理

运行Java程序时，Java加载器通过保护一个双亲委派机制（ParentDelegationModel）来寻觅对应的类，其基本流程以下：

1、拜托机制

当Java加载器需要加载一个类时，它首先检查会不会已由其它加载器加载过这个类。如果已加载过，就直接返回该类的援用；否则，它会将加载任务拜托给父加载器，如果父加载器仍没法找到该类，则继续向上拜托，直到到达启动类加载器为止。

2、类加载

如果父加载器能够找到该类，就会将类加载任务交给父加载器；否则，当前加载器会自己尝试加载该类。它会首先根据类路径查找该类对应的.class文件，如果找到了，就把该文件读入到内存中，并创建一个对应的Class对象；如果找不到，则会抛出ClassNotFoundException异常。

3、链接

当类文件加载到内存中后，Java加载器会进行链接操作，包括验证、准备、解析等进程。验证阶段主要是对类文件进行格式和语法的检查，避免不合法的类文件被加载。准备阶段主要是为类的静态变量分配内存并初始化为默许值。解析阶段主要是将类文件中的符号援用转换为直接援用，便于后续的运行时解析。

4、初始化

在类被完全链接以后，Java加载器会调用类的静态初始化方法进行初始化，这是类的生命周期中的最后一个阶段。在这个阶段，Java加载器会履行类的static代码块，并对静态变量依照用户定义进行初始化。初始化完成后，该类即可以被JVM使用了。

小结

Java加载器是Java虚拟机的核心组件之一，负责加载Java类和相关资源，实现动态类加载和卸载等灵活多样的利用场景。根据其职责和位置的区别，Java加载器可以分为启动类加载器、扩大类加载器和利用程序类加载器。通过双亲委派机制，Java加载器可以实现类的优先级和安全性的控制，避免类的重复加载和篡改。同时，在类被加载、链接和初始化的进程中，Java加载器秉持着“延迟加载、首次用时加载、仅加载一次”的原则，确保类的高效和安全。

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