Java類別載入過程

Java類別載入過程

    首先是載入過程（Loading），它是Java 將字節碼資料從不同的資料來源讀取取到JVM 中，並映射為JVM 認可的資料結構（Class 物件），這裡的資料來源可能是各種各樣的形態，例如jar 文件，class 文件，甚至是網路資料來源等；如果輸入資料不是ClassFile的結構，則會拋出ClassFormatError。載入階段是使用者參與的階段，我們可以自訂類別載入器，去實作自己的類別載入過程。

    第二階段是連結（Linking），這是核心的步驟，簡單說是把原始的類別定義資訊平滑地轉入 JVM 運作的過程中。這裡可進一步細分成三個步驟：1，驗證（Verification），這是虛擬機器安全的重要保障，JVM 需要核驗位元組資訊是符合Java 虛擬機器規範的，否則就被認為是VerifyError，這樣就防止了惡意資訊或不合規資訊危害JVM 的運行，驗證階段有可能觸發更多class 的載入。 2，準備（Pereparation），建立類別或介面中的靜態變量，並初始化靜態變數的初始值。但這裡的「初始化」和下面的顯示初始化階段是有差別的，重點在於分配所需的記憶體空間，不會去執行更進一步的 JVM 指令。 3，解析（Resolution），在這一步驟會將常數池中的符號參考（symbolic reference）替換為直接引用。在 Java 虛擬機規範中，詳細介紹了類，接口，方法和字段等各方面的解析。

    最後是初始化階段（initialization），這一步真正去執行類別初始化的程式碼邏輯，包括靜態欄位賦值的動作，以及執行類別定義中的靜態初始化區塊內的邏輯，編譯器在編譯階段就會把這部分邏輯整理好，父類型的初始化邏輯優先於當前類型的邏輯。再來談談雙親委派模型，簡單說就是當載入器（Class-Loader）試圖載入某個類型的時候，除非父類載入器找不到對應類型，否則盡量將這個任務代理給目前載入器的父載入器去做。使用委派模型的目的是避免重複載入 Java 類型。

自訂類別載入器的常見場景

    實現類似進程內隔離，類別載入器實際上用作不同的命名空間，以及提供類似容器，模組化的效果。例如：1，兩個模組依賴某個類別庫的不同版本，如果分別被不同的容器加載，就可以互不干擾。這個面向的集大成者是 Jave EE 和 OSGL，JPMS等框架。 2，應用程式需要從不同的資料來源取得類別定義訊息，例如網路資料來源，而不是本機檔案系統。 3，或是需要自己操縱字節碼，動態修改生成類型。

     我們可以大致簡單地理解自訂類別載入流程：1，透過指定名稱，找到其二進位實現，這裡往往就是自訂類別載入器會「自訂」的部分，例如，在特定資料來源根據名字取得字節碼，或修改或產生字節碼。 2，然後，建立 Class 對象，並完成類別載入程序。二進位資訊到 class 物件的轉換，通常就依賴 defineClass，我們不需要自己實現，它是 final 方法。有了 Class 對象，後續完成載入過程就順利成章了。

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