什么是類加載器？
類加載器是JVM的核心組件之一，負責將Java字節碼文件（.class文件）加載到JVM內存中。由于JVM只能執行二進制字節碼，類加載器的作用就是將編譯后的.class文件轉換為JVM可以理解和執行的格式，使Java程序能夠正常啟動運行。
類加載器的分類
JVM中有四種類型的類加載器，形成層次結構：
- 啟動類加載器（Bootstrap ClassLoader）：負責加載Java核心類庫（如java.lang.*等），由C++實現
- 擴展類加載器（Extension ClassLoader）：負責加載JRE擴展目錄中的類庫
- 應用程序類加載器（Application ClassLoader）：負責加載用戶類路徑（classpath）上的類
- 自定義類加載器（Custom ClassLoader）：用戶自定義的類加載器，繼承自ClassLoader類
雙親委派模型
雙親委派模型是類加載器的核心工作機制。當一個類加載器接收到類加載請求時，它首先不會自己嘗試加載這個類，而是將請求委派給父類加載器。只有當父類加載器無法完成加載時，子類加載器才會嘗試自己加載。
采用雙親委派機制的原因：
- 保證類的唯一性：避免同一個類被不同的類加載器重復加載，確保JVM中每個類只有一個Class對象
- 保證安全性：防止核心Java類庫被惡意替換或修改，維護Java運行環境的安全性
類加載過程
類的生命周期包含7個階段：加載 → 驗證 → 準備 → 解析 → 初始化 → 使用 → 卸載
其中驗證、準備、解析統稱為連接（Linking） 階段。
各階段詳解：
- 加載（Loading）：查找并導入.class文件，將字節碼數據讀入內存
- 驗證（Verification）：確保加載的類符合JVM規范，檢查字節碼的正確性和安全性
- 準備（Preparation）：為類的靜態變量分配內存空間，并設置默認初始值（如int類型設為0）
- 解析（Resolution）：將類中的符號引用轉換為直接引用，建立實際的內存地址映射
- 初始化（Initialization）：執行類的靜態代碼塊和靜態變量的賦值操作
- 使用（Using）：JVM開始執行程序的入口方法，正式運行用戶代碼
- 卸載（Unloading）：程序執行完畢后，JVM銷毀不再使用的Class對象，釋放內存
面試重點
常見面試問題及答案：
1. 什么情況下會觸發類的初始化？
- 主動引用（會觸發初始化）：
- 創建類的實例（new操作）
- 訪問類的靜態變量或靜態方法
- 通過反射調用類
- 初始化子類時，父類會先初始化
- JVM啟動時的主類
- 被動引用（不會觸發初始化）：
- 通過子類引用父類的靜態字段
- 定義類數組
- 引用常量（final static）
2. 如何自定義類加載器？
- 繼承ClassLoader類，重寫
findClass()方法 - 在
findClass()中調用defineClass()方法將字節碼轉換為Class對象 - 可以重寫
loadClass()方法來打破雙親委派機制
public class MyClassLoader extends ClassLoader {@Overrideprotected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {// 獲取字節碼數據byte[] classData = getClassData(name);// 調用defineClass轉換為Class對象return defineClass(name, classData, 0, classData.length);}
}
3. 雙親委派模型有什么缺點？如何打破雙親委派？
- 缺點：父類加載器無法訪問子類加載器加載的類，導致某些場景下的類加載問題
- 打破方式：
- 重寫
loadClass()方法而不調用父類的loadClass() - 使用線程上下文類加載器（Thread Context ClassLoader）
- 使用OSGi框架的網狀類加載器結構
- 重寫
4. 類加載器之間的關系是繼承還是組合？
- 組合關系：每個類加載器都持有一個parent引用指向父類加載器
- 不是繼承關系，而是通過組合實現委派機制
- 除了啟動類加載器，所有類加載器都有父類加載器
關鍵記憶點：
- 類加載器使用組合而非繼承關系
- 雙親委派保證了Java核心類庫的統一性和安全性
- 類加載過程是懶加載的，只有在需要時才會加載
Class.forName()會觸發類初始化，而ClassLoader.loadClass()不會
