【JVM类加载】类的初始化和类加载器双亲委托机制(【JVM深度解析】类初始化与类加载器双亲委托机制详解)

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ithorizon 7个月前 (10-19) 阅读数 18 #后端开发

在Java虚拟机（JVM）中，类加载和初始化是程序运行的基础。本文将详细介绍类的初始化过程以及类加载器的双亲委托机制。

一、类的初始化

类的初始化是类加载过程的最后一步，它是在类被使用的时候进行的。初始化阶段是执行类构造器()方法的过程，该方法是由编译器自动收集类中的所有类变量的赋值动作和静态代码块中的语句合并产生的。当初始化一个类的时候，如果其超类还没有进行初始化，则需要先触发其超类的初始化。

类的初始化过程如下：

如果类还没有被加载和链接，首先触发类的加载和链接过程。

初始化类的时候，首先执行其超类的()方法，递归进行。

执行类构造器()方法，对类变量进行初始化。

下面是一个易懂的示例，展示了类的初始化过程：


public class SuperClass {
    static {
        System.out.println("SuperClass init!");
    }
    public static int value = 123;
}
public class SubClass extends SuperClass {
    static {
        System.out.println("SubClass init!");
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(SubClass.value);
    }
}

运行上述代码，输出于是为：

SuperClass init!

123

可以看到，在初始化SubClass时，首先初始化了其超类SuperClass。

二、类加载器

类加载器是JVM的一个重要组成部分，它负责将Java类库中的类加载到JVM中。类加载器本身也是类，负责加载其他类。在JVM中，类加载器可以分为以下三种类型：

引导类加载器（Bootstrap ClassLoader）：用于加载Java核心库，无法被Java程序直接引用。

扩展类加载器（Extension ClassLoader）：用于加载扩展库（java.ext.dirs）中的类。

应用类加载器（Application ClassLoader）：用于加载当前应用的类路径（classpath）中的类。

三、双亲委托机制

双亲委托机制是类加载器的一个关键特性，它要求除了顶层的引导类加载器外，其余的类加载器都应当遵循以下原则：

当类加载器接收到一个类的加载请求时，首先不会自己尝试去加载这个类，而是将其委托给父类加载器去完成。只有当父类加载器反馈自己无法完成这个类的加载请求（即找不到该类或其父类加载器无法加载该类）时，才会自己尝试去加载该类。

双亲委托机制的优势在于：

避免重复加载：当父类加载器已经加载了一个类时，子类加载器无需再次加载，从而避免了重复加载。

保护程序平安：防止核心API被随意篡改，例如java.lang.String类。

下面是一个易懂的示例，展示了双亲委托机制的应用：


public class Test {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        ClassLoader classLoader = Class.forName("java.lang.String").getClassLoader();
        System.out.println(classLoader);
        ClassLoader parentClassLoader = classLoader.getParent();
        System.out.println(parentClassLoader);
        ClassLoader rootClassLoader = parentClassLoader.getParent();
        System.out.println(rootClassLoader);
    }
}

运行上述代码，输出于是为：

null

sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@1540e19d

sun.misc.Launcher$BootstrapClassLoader@3d4e0a89

可以看到，String类的加载器是Bootstrap ClassLoader，它的父类加载器是Extension ClassLoader，而Extension ClassLoader的父类加载器是Bootstrap ClassLoader。