前言

准备写这份笔记的时候，想法还是较为简单的，就是希望能将学到的，听到的，查到的，看到的东西做一个总结，以免后面自己遗忘。同时我将会以段落和副标题的形式编写。有什么问题或者错误的地方，还请大家多指正，希望你能获得你想要的知识，或者指出我错误的地方，在巩固自己的同时帮助我更好的提升。感谢各位，同时也希望大家能多多转发，嘿嘿嘿。

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JVM的私房笔记(一）类加载机制与类加载器 by 葵鱼
JVM的私房笔记(二）JAVA 内存模型 by 葵鱼
JVM的私房笔记(三）垃圾收集与垃圾收集器 by 葵鱼
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JAVA类加载过程

1、通过C++实现代码，调用windows下的java.exe，调用jvm.dll，创建java虚拟机

2、创建一个引导类加载器实例（c++实现）

3、C++调用java代码，创建 JVM启动器实例，sun.mis.cLauncher，该类由类加载器负责加载，创建其他类加载器（JVM有很多类加载器）

4、sun.misc.Launcher.getLauncher()，获取运行类自己的加载器ClassLoader，是AppClassLoader的实例。

5、launcher.getClassLoader(),调用loadClass加载要运行的类Math。

6、运行用户类代码

7、JVM销毁。

类加载过程

加载、验证、准备、解析、初始化。

1、加载：将字节码文件放入内存。

2、验证：cafe babe 标准字节码开头文件。在类加载时，会先验证一下字节码的规范。

3、准备：会把静态变量初始赋值（int 为0 boolean为false），这个初始值是jvm规定的，并不会改变。（如果加了final，则变为常量，直接赋值入虚拟机）

4、解析：将符号引用替换为直接引用。（符号，例如类名，方法名等等。将这些符号替换内存指针或者句柄），这就是所谓的静态链接（动态链接是在程序运行期间将符号引用替换为直接引用。）

5、初始化：把静态变量初始化为对应的值（初始化之前，静态变量都是默认值）类被加载到方法区中后，主要包含***运行时常量池，类型信息，字段信息，方法信息，类加载器的引用，对应class实例的引用***等等。

JVM的类加载机制，其实是一种懒加载

类加载器和双亲委派

引导类加载器：位于JDK lib目录下，由C++编写，用于加载支撑JVM运行的rt.jar（java.nio,java.time,java.util等工具类，都在rt.jar中) charsets.jar等类）

扩展类加载器：负责加载支撑JVM运行的，位于JRE exrt目录下的jar包

应用程序加载器：负责加载ClassPath路径下的类，主要是加载你自己写的那些类。

自定义加载器：负责加在用户自定义路径下的类

所有类加载器，都继承与ClassLoader类，没个类加载器都有一个参数parent，标定了类加载器的父亲（与双亲委派有关，但并不是父类）。

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Launcher类初始化过程（参考上图的类加载过程)：获取ExtClassLoader（父类为URLClassLoader），AppClassLoader（传入ExtClassLoader作为参数，父类也为URLClassLoader，但其parent，为传入的ExtClassLoader）。

引导类加载器通过C++代码加载，然后引导类加载器加载ExtClassLoader与AppClassLoader，同时构造两个类加载器的父级关系（通过parent属性）

ExtClassLoader的parent是BootStrapLoader是null，因为引导类加载器是通过C++加载进来的，并不存在JVM中

备注：上面这一部分我自己也理解的不是很清楚，等待大佬指正。
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双亲委派机制：

在没有自定义加载器的时候，一个类会先请求应用程序加载器AppClassLoader加载，

AppClassLoader扫描自己已经加载的类，如果有则返回，若没有，则委托parent加载，AppClassLoader委托ExtClassLoader。ExtClassLoader进行相同的操作，若不在自己的已加载列表中，则委托parent，引导类加载器 BootStrapClassLoader。BootStrapClassLoader发现这个类不在自己已加载列表里，会尝试从JDK,lib文件夹中加寻找这个类加载（引导类加载器只负责加载JDK lib文件夹下的加载器）。若没有，则向下委派扩展类加载器去加载。扩展类加载器扫描ext文件夹，若无则委托AppClassLoader。AppClassLoader会扫描target目录下（如果是IDEA的话），则必然找到，加载（调用LoadClassPath()方法）。

问题：为什么要从AppClassLoader开始先向上委托？

对于一个web项目来说，95%以上的类，都是由AppClassLoader进行加载的，而且很多类会重复加载非常多次。如果每次都从引导类开始向下委派，无疑效率很低。直接请求AppClassLoader，若存在则返回，会大大提高效率。仅仅类第一次加载的时候效率会较低而已。

为什么要设计双亲委派机制？

1、沙箱安全机制：避免底层API类被修改，影响安全性。

例如：我们构建一个类叫java.lang.String.class，这个类与JDK的String同名。在加载这个类的时候，会先向上委托到BootStrapClassLoader，返回java本身的API类String，并不会加载你实际写的这个类。保证了java.lang.String只会加载JDK的API类而非同名自定义类。防止核心API库被修改。

2、避免类的重复加载：当父加载器已经加载过某个类，例如ExtClassLoader已经家在过这个类了，那么会直接返回这个类，不会让AppClassLoader再加载一次。

打破双亲委派机制

由于双亲委派机制是通过java.lang.ClassLoader的 LoaderClass函数完成的，打破双亲委派，就重写这个函数就可以了。

Tips:可能会遇到，比如所有类都继承于Object，如果所有类都打破双亲委派，用自定义加载器记载，会出现Object类加载不到的情况。所以要将API类的加载过滤掉，API类依旧遵循双亲委派，自己实现的类打破双亲委派。

例子：
Tomcat上的每个war包，都会有一个对应的WebappClassLoader（他不是生成了一个新的ClassLoader类，是通过类，new了一个webClassLoader对象，通过这个对象加载类。），保证了项目之间的类的隔离（JVM区分相同类，除了包名、类名，还要看加载器是否相同）。项目自己的类，自己用WebappClassLoader，项目中引用的tomcat公用类，还是委托上级加载。

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