类加载器与反射

1：Java类加载机制

简介：

虚拟机把数据从Class文件加载到内存，并对数据进行校验，解析和初始化，最终形成可以被虚拟机直接使用的java类型。

2：JVM加载Class文件的原理机制

Java中的所有类，都需要由类加载器装载到JVM中才能运行。类加载器本身也是一个类，而它的工作就是把class文件从硬盘读取到内存中。

在写程序的时候，我们几乎不需要关心类的加载，因为这些都是隐式装载的，除非我们有特殊的用法，像是反射，就需要显式的加载所需要的类。

3：类装载方式

1.隐式装载，程序在运行过程中当碰到通过new 等方式生成对象时，隐式调用类装载器加载对应的类到jvm中

2.显式装载，通过class.forname()等方法，它只是先加载一些基础类到jvm中，至于其他类，则在需要的时候才加载。这样可以节省内存开销

4：类装载的执行过程

类装载分为以下 5 个步骤：

加载：根据查找路径找到相应的 class 文件然后导入；

验证：检查加载的 class 文件的正确性；

准备：给类中的静态变量分配内存空间；

解析：虚拟机将常量池中的符号引用替换成直接引用的过程。符号引用就理解为一个标示，而在直接引用直接指向内存中的地址；

初始化：对静态变量和静态代码块执行初始化工作。

5：类加载器

主要有一下四种类加载器:

启动类加载器(Bootstrap ClassLoader)：用来加载java核心类库，无法被java程序直接引用。

扩展类加载器(extensions class loader)：它用来加载 Java 的扩展库。Java 虚拟机的实现会提供一个扩展库目录。该类加载器在此目录里面查找并加载Java类。（JDK9之后，扩展类加载器被重命名为平台类加载器）。

系统类加载器（system class loader）：它根据 Java 应用的类路径（CLASSPATH）来加载 Java 类。一般来说，Java 应用的类都是由它来完成加载的。可以通过 ClassLoader.getSystemClassLoader()来获取它。

用户自定义类加载器，通过继承 java.lang.ClassLoader类的方式实现。

6：反射机制

在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法和属性；他能这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法

1：优点

运行期类型的判断，动态加载类，提高代码灵活度。

2：缺点

性能瓶颈：反射相当于一系列解释操作，通知 JVM 要做的事情，过程比直接的java代码要多了一步委托的过程，反射需要类加载器通过双亲委派模型实现动态编译，效率较低。

7：静态编译与动态编译

静态编译：在编译时确定类型

动态编译：运行时确定类型，绑定对象

8：双亲委派机制

JVM中有三大类加载器：启动类加载器（最顶层），平台类加载器（中层），系统类加载器（下层）。

双亲委派模型就是指一个类加载器收到了类加载请求，它不会直接自己先加载，而把请求委托给父类的加载器去执行，如果父类加载器还存在其父类加载器，就再往上委托，赴到最顶层的类加载器，如果父类加载器可以完成类加载任务，就成功返回，若不能，就向下传递，让子加载器去加载，这就是双亲委派模式。双亲委派模型主要是用来保证同一个类只能被一个类加载器加载。

9：如何破坏双亲委派机制

一般在自定义类加载器中，我们不希望通过双亲委派机制一层层向上再下来，而是希望直接通过自己定义的类加载器直接实现类加载，来提升加载性能，比如Tomcat中的web容器类加载器就是破坏了双亲委托模式的，里面的WebApplicationClassLoader除了核心类库外，都是优先加载自己路径下的Class。

要打破双亲委派机制，只要在重写loadclass的过程中，不遵从JVM规范就行了，也就是不盲目优先向Parednt的ClassLoader查找即可。