什么是Java中的类加载机制？双亲委派模型是如何工作的？

Java中的类加载机制

Java中的类加载机制是指将类的字节码从文件系统或者网络中加载到JVM（Java虚拟机）中，并将其转换为一个Class对象的过程。这个过程包括以下几个步骤：

1. 加载（Loading）：将类的字节码从文件系统或者网络中读取到内存中，并创建一个Class对象。
2. 链接（Linking）：将类的二进制数据合并到JVM中，包括验证（Verification）、准备（Preparation）、解析（Resolution）三个阶段。
   • 验证：确保类的字节码符合JVM规范，保证安全性。
   • 准备：为类的静态变量分配内存，并设置默认初始值。
   • 解析：将类中的符号引用转换为直接引用。
3. 初始化（Initialization）：执行类的静态初始化块和静态变量的初始化。

双亲委派模型

双亲委派模型是java类加载机制中的一个重要概念，它规定了类加载的顺序和责任分配。其基本思想是：当一个类加载器需要加载一个类时，它首先把这个请求委托给它的父类加载器，只有当父类加载器无法完成加载时，才由自身来进行加载。

工作原理

1. 类加载器接到加载类的请求：

   • 比如，我们在代码中使用 Class.forName("com.example.MyClass") 或者 new com.example.MyClass() 时，JVM会启动类加载过程。

2. 委托父类加载器：

   • 当前类加载器会首先把这个请求委托给它的父类加载器。
   • 这个过程是递归的，最终会传递到最顶层的类加载器（通常是Bootstrap ClassLoader）。

3. 父类加载器尝试加载类：

   • 父类加载器会先尝试加载请求的类。如果父类加载器找到了这个类，就返回该类的Class对象。
   • 如果父类加载器没有找到这个类，则返回给子类加载器。

4. 子类加载器尝试加载类：

   • 如果父类加载器未能加载该类，当前类加载器会尝试自己加载这个类。

5. 类加载成功：

   • 无论是父类加载器还是子类加载器加载到了该类，都会返回该类的Class对象。如果所有加载器都未能加载该类，则抛出ClassNotFoundException。

优点

• 安全性：双亲委派模型确保了核心类库（如java.lang.*包）不会被自定义的类加载器加载，从而避免核心类库被篡改。
• 避免重复加载：通过委托机制，确保每个类只会被加载一次，避免了重复加载的问题。

类加载器的种类

1. Bootstrap ClassLoader：
   • 负责加载JVM的核心类库，通常是$JAVA_HOME/lib下的类。
2. Extension ClassLoader：
   • 负责加载扩展类库，通常是$JAVA_HOME/lib/ext目录下的类。
3. Application ClassLoader：
   • 负责加载应用程序类路径（classpath）下的类，是用户自定义类加载器的默认父加载器。

总结

• 类加载机制：将类的字节码加载到内存中，转换为Class对象，并进行验证、准备和初始化。
• 双亲委派模型：类加载器在加载类时，会优先委托给父类加载器，只有当父类加载器无法完成加载时，才由自身进行加载。这种机制提高了系统的安全性和稳定性。

通过理解Java的类加载机制和双亲委派模型，你可以更好地掌握Java应用程序的运行过程和类的加载流程。