一篇与面试官和蔼交流的深入了解JVM

类加载机制

类加载过程分为 加载 >> 验证 >> 准备 >> 解析 >> 初始化 >> 使用 >> 卸载 

1、加载
	在硬盘上查找并通过IO读入字节码文件，使用到类时才会加载，例如调用类的main()方法，new对象 等等，在加载阶段会在内存中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为方法区这个类的各种数据的访问入口 

2、验证 
	校验字节码文件的正确性 
    
3、准备
	给类的静态变量分配内存，并赋予默认值 

4、解析 
	将符号引用替换为直接引用，该阶段会把一些静态方法(符号引用，比如main()方法)替换为指向数据 所存内存的指针或句柄等(直接引用)，这是所谓的静态链接过程(类加载期间完成)，动态链接是在程 序运行期间完成的将符号引用替换为直接引用，下节课会讲到动态链接 

5、初始化 
	对类的静态变量初始化为指定的值，执行静态代码块

• 1
• 2
• 3
• 4
• 5
• 6
• 7
• 8
• 9
• 10
• 11
• 12
• 13
• 14
• 15
• 16

2、双亲委派机制(先找父亲加载，不行再由儿子自己加载)

2.1、类加载器

1、根类加载器（**Bootstrap classLoader**）：负责加载支撑JVM运行的位于JRE的lib目录下的核心类库，比如rt.jar、charsets.jar等
    
2、扩展类加载器（**ExtClassLoader**）：负责加载支撑JVM运行的位于JRE的lib目录下的ext扩展目录中的JAR类包
    
3、应用加载器（**AppClassLoader**）：负责加载ClassPath路径下的类包，主要就是加载你自己写的那些类,负责加载用户自定义路径下的类包

• 1
• 2
• 3
• 4
• 5

2.2、加载器初始化过程

类运行加载全过程会创建JVM启动器实例sun.misc.Launcher。sun.misc.Launcher初始化使用了单例模式设计，保证一个JVM虚拟机内只有一个sun.misc.Launcher实例。在Launcher构造方法内部，其创建了两个类加载器，分别是sun.misc.Launcher.ExtClassLoader(扩展类加载器)和sun.misc.Launcher.AppClassLoader(应用类加载器)。
    
JVM默认使用launcher的`getClassLoader()`方法返回的类加载器`AppClassLoader`的实例来加载我们的应用程序。

• 1
• 2
• 3

2.3、双亲委派机制

应用程序类加载器AppClassLoader加载类的双亲委派机制源码，AppClassLoader的loadClass方法最终会调用其父类ClassLoader的loadClass方法，该方法的大体逻辑如下：
首先，检查一下指定名称的类是否已经加载过，如果加载过了，就不需要再加载，直接返回。
如果此类没有加载过，那么，再判断一下是否有父加载器；如果有父加载器，则由父加载器加载（即调用parent.loadClass(name, false);）.或者是调用bootstrap类加载器来加载。
如果父加载器及bootstrap类加载器都没有找到指定的类，那么调用当前类加载器的findClass方法来完成类加载。

2.4、为什么要设计双亲委派机制？

1、沙箱安全机制：自己写的java.lang.String.class类不会被加载，这样便可以防止核心API库被随意篡改
2、避免类的重复加载：当父亲已经加载了该类时，就没有必要子ClassLoader再加载一次，保证被加载类的唯一性

2.5、全盘负责委托机制

“全盘负责”是指当一个ClassLoder装载一个类时，除非显示的使用另外一个ClassLoder，该类所依赖及引用的类也由这个ClassLoder载入

2.6、自定义类加载器示例

自定义类加载器只需要继承 java.lang.ClassLoader 类，该类有两个核心方法，一个是loadClass(String, boolean)，实现了双亲委派机制，还有一个方法是findClass，默认实现是空方法，所以我们自定义类加载器主要是重写findClass方法。

3、tomcat怎么破解类加载机制

1、commonLoader：Tomcat最基本的类加载器，加载路径中的class可以被Tomcat容器本身以及各个Webapp访问；

2、catalinaLoader：Tomcat容器私有的类加载器，加载路径中的class对于Webapp不可见；

3、sharedLoader：各个Webapp共享的类加载器，加载路径中的class对于所有Webapp可见，但是对于Tomcat容器不可见；

4、WebappClassLoader：各个Webapp私有的类加载器，加载路径中的class只对当前Webapp可见，比如加载war包里相关的类， 每个war包应用都有自己的WebappClassLoader，实现相互隔离，比如不同war包应用引入了不同的spring版本，这样实现就能加载各自的spring版本；

5、模拟实现Tomcat的JasperLoader热加载

​ 原理：后台启动线程监听jsp文件变化，如果变化了找到该jsp对应的servlet类的加载器引用 (gcroot)，重新生成新的JasperLoader加载器赋值给引用，然后加载新的jsp对应的servlet类，之前的那个加载器因为没有gcroot引用了，下一次gc的时候会被销毁

=>总结：每个webappClassLoader加载自己的目录下的class文件，不会传递给父类加载器，打破了双亲委派机制。