Java虚拟机工作原理详解 _Java虚拟机

一、类加载器首先来看一下JAVA程序的执行过程。

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从这个框图很容易大体上了解java程序工作原理。首先，你写好java代码，保存到硬盘当中。然后你在命令行中输入
javac YourClassName.java此时，你的java代码就被编译成字节码（.class).如果你是在Eclipse IDE或者其他开发工具中，你保存代码的时候，开发工具已经帮你完成了上述的编译工作，因此你可以在对应的目录下看到class文件。此时的class文件依然是保存在硬盘中，因此，当你在命令行中运行
java YourClassName就完成了上面红色方框中的工作。JRE的来加载器从硬盘中读取class文件，载入到系统分配给JVM的内存区域--运行数据区（Runtime Data Areas). 然后执行引擎解释或者编译类文件，转化成特定CPU的机器码，CPU执行机器码，至此完成整个过程。
接下来就重点研究一下类加载器究竟为何物？又是如何工作的？
首先看一下来加载器的一些特点，有点抽象，不过总有帮助的。
1. 层级结构
类加载器被组织成一种层级结构关系，也就是父子关系。其中，Bootstrap是所有类加载器的父亲。如下图所示：

Bootstrap class loader：当运行java虚拟机时，这个类加载器被创建，它加载一些基本的java API，包括Object这个类。需要注意的是，这个类加载器不是用java语言写的，而是用C/C++写的。
Extension class loader：这个加载器加载出了基本API之外的一些拓展类，包括一些与安全性能相关的类。（目前了解得不是很深，只能笼统说，待日后再详细说明）
System Class Loader：它加载应用程序中的类，也就是在你的classpath中配置的类。
User-Defined Class Loader：这是开发人员通过拓展ClassLoader类定义的自定义加载器，加载程序员定义的一些类。

2. 委派模式（Delegation Mode）
仔细看上面的层次结构，当JVM加载一个类的时候，下层的加载器会将将任务委托给上一层类加载器，上一层加载检查它的命名空间中是否已经加载这个类，如果已经加载，直接使用这个类。如果没有加载，继续往上委托直到顶部。检查完了之后，按照相反的顺序进行加载，如果Bootstrap加载器找不到这个类，则往下委托，直到找到类文件。对于某个特定的类加载器来说，一个Java类只能被载入一次，也就是说在Java虚拟机中，类的完整标识是（classLoader，package，className）。一个雷可以被不同的类加载器加载。

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举个具体的例子来说明，现在加入我有一个自己定义的类MyClass需要加载，如果不指定的话，一般交App（System）加载。接到任务后，System检查自己的库里是否已经有这个类，发现没有之后委托给Extension，Extension进行同样的检查，发现还是没有继续往上委托，最顶层的Boots发现自己库里也没有，于是根据它的路径（Java 核心类库，如java.lang）尝试去加载，没找到这个maclass类，于是只好（人家看好你，交给你完成，你无能为力，只好交给别人啦）往下委托给Extension，Extension到自己的路径（JAVA_HOME/jre/lib/ext)是找，还是没找到，继续往下，此时System加载器到classpath路径寻找，找到了，于是加载到Java虚拟机。
现在假设我们将这个类放到JAVA_HOME/jre/lib/ext这个路径中去（相当于交给Extension加载器加载），按照同样的规则，最后由Extension加载器加载MyClass类，看到了吧，统一各类被两次加载到JVM，但是每次都是由不同的ClassLoader完成。
3. 可见性限制
下层的加载器能够看到上层加载器中的类，反之则不行，也就是是说委托只能从下到上。
4. 不允许卸载类
类加载器可以加载一个类，但是它不能卸载一个类。但是类加载器可以被删除或者被创建。
当类加载完毕之后，JVM继续按照下图完成其他工作：