Java虚拟机 -- 类加载模块

Java平台无关性是如何实现的？

• 一次加载，到处执行，其实并不是Java语言实现了跨平台的特性，而是在任何的平台上都有JVM虚拟机，Java通过javac在编译时将.java文件生成字节码并存入到.class文件中，有了class文件才有了跨平台的基础，这样JVM才能解析，将字节码生成特定平台上的机器码
• Java源码首先被编译成字节码，再有不同平台的JVM进行解析，Java语言在不同的平台上运行不需要进行重新编译，Java虚拟机在执行字节码时，把字节码转化成具体平台上的机器指令，所以所并不是Java语言支持跨平台性，而是在任何的平台上都有对应的JVM可以对其进行解析。

为什么JVM不直接将源码解析成机器码去执行？

理论上而言，完全可以直接解析源码，这样也可以跨平台，但是引入字节码有额外的好处

• 字节码更便于虚拟机读取，不用在解析字符串，所以运行速度比直接解析源代码快。
• 生成字节码的过程中，编译器可以预先作语法和安全性的检查，出错的机会更少。
• 字节码比源码更加紧凑，文件尺寸更小，方便网络传输
• 字节码不一定非要java源码生成其他一些语言也可以编译生成字节码。

Java是如何加载class文件？

• Class Loader：依据特定的格式（全限定类名），加载class文件到内存
  • Runtime Data Area：JVM内存空间结构模型
• Execution Engine（执行引擎）：对命令进行解析（解析class文件中的字节码）
• Native Interface（本地接口）：融合不同开发语言的原生库为Java所用

1. 编译器将  .java源文件编译成 .class字节码文件
2. CLassLoader将字节码转化为JVM中的Class<>对象
3. JVM通过Class<>对象，去实例化对象，操作类中的属性与方法

谈谈类加载器（ClassLoader）

• ClassLoader在Java中有着非常重要的作用，它主要是工作在Class装载的加载阶段，其主要作用是从系统外部获得Class二进制数据流。是Java的核心组件，所有的Class都是由ClassLoader进行加载，ClassLoader负责通过将Class文件里边的二进制数据流装载进系统，然后交给Java虚拟机进行连接，初始化等操作。

双亲委派模型：

      

• BoorStrapClassLoader：C++编写，加载核心类库 java.*
• ExtClassLoader：Java编写，加载扩展库 javax.*
• AppClassLoader：Java编写，加载程序所在目录 classPath路径

ClassLoader中的loadClass方法解析：

protected Class loadClass(String name, boolean resolve)
        throws ClassNotFoundException
    {
    	//防止多个线程加载同一个类，避免同步
        synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
            // First, check if the class has already been loaded
            //如果曾经加载过该类就直接返回
            Class c = findLoadedClass(name);
            if (c == null) {
                long t0 = System.nanoTime();
                try {
                	//判断parent是否为空
                    if (parent != null) {
                    	//不为空再次调用loadClass方法去寻找是否存在加载过的类
                        c = parent.loadClass(name, false);
                    } else {
                    	//获取最顶层ClassLoader
                        c = findBootstrapClassOrNull(name);
                    }
                } catch (ClassNotFoundException e) {
                    // ClassNotFoundException thrown if class not found
                    // from the non-null parent class loader
                }

                if (c == null) {
                    // If still not found, then invoke findClass in order
                    // to find the class.
                    long t1 = System.nanoTime();
                    c = findClass(name);

                    // this is the defining class loader; record the stats
                    sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
                }
            }
            if (resolve) {
                resolveClass(c);
            }
            return c;
        }
    }

为什么要使用双亲委派模型？

• 避免加载多份重复的字节码

LoadClass和forName的区别？

类加载分为

• 隐式加载：new   调用类加载器
• 显示加载：loadClass，forName

两者之间的区别

• 调用Class.forName方法时，会有一个boolean参数表示是否需要初始化，而Class.forName是默认需要初始化的，一旦初始化，就会触发目标对象的static代码块，去初始化static代码块
• ClassLoader.loadClass方法中的第二个参数表示目标对象是否进行连接，默认情况下是false，不进行连接的，所以就不会初始化静态的部分。