类加载机制和双亲委派

Java的类加载机制是JVM的核心功能之一，理解类加载过程对于理解Java程序运行机制非常重要。

核心问题

类加载的五个阶段

1. 加载（Loading）

   • 通过类的全限定名获取类的二进制字节流
   • 将字节流转换为方法区的运行时数据结构
   • 在内存中生成Class对象

2. 验证（Verification）

   • 文件格式验证
   • 元数据验证
   • 字节码验证
   • 符号引用验证

3. 准备（Preparation）

   • 为类变量分配内存
   • 设置默认初始值

4. 解析（Resolution）

   • 将常量池中的符号引用替换为直接引用

5. 初始化（Initialization）

   • 执行类构造器<clinit>()方法
   • 初始化类变量和静态代码块

双亲委派模型

类加载器的层次结构：

• Bootstrap ClassLoader：加载核心类库（rt.jar）
• Extension ClassLoader：加载扩展类库
• Application ClassLoader：加载应用类路径下的类

双亲委派机制：

1. 类加载器收到加载请求
2. 先委托给父类加载器
3. 父类加载器无法加载时，才由自己加载

优点：

• 避免类的重复加载
• 保证核心类的安全性

打破双亲委派

• 使用线程上下文类加载器（Thread Context ClassLoader）
• 实现自定义类加载器，重写loadClass方法
• SPI机制（Service Provider Interface）

常见面试题

1. 为什么要使用双亲委派模型？

   • 保证类的唯一性
   • 保护核心类不被篡改
   • 提高类加载效率

2. 如何自定义类加载器？

   • 继承ClassLoader类
   • 重写findClass方法
   • 定义类的加载逻辑

3. 什么情况下会打破双亲委派？

   • SPI机制
   • OSGi框架
   • 热部署场景