Java虚拟机（三）

类加载器子系统

Java虚拟机实现中负责查找和加载类型的部分是类加载器子系统。java虚拟机包含两种类型的类加载器：bootstrap类加载器和user-defined类加载器。bootstrap类加载器是java虚拟机实现的一部分，而user-defind类加载器属于正在运行的java程序的一部分，不同的类加载器加载的classes被放置到各自的名字空间里。

user-defined类加载器是java.lang.ClassLoader派生类的对象。ClassLoader类的方法允许java程序访问虚拟机的类加载机制。另外，对于每一个java虚拟机加载的类型，都会创建一个java.lang.Class类的实例来表示那个类型。跟所有的对象一样，user-defined类加载器和Class类实例都是是存储在堆中的。而被加载类型的数据则存储在方法区里。

加载，链接和初始化

类加载器子系统不仅需要负责定位和导入类的二进制数据，它还必须验证导入类的正确性，为类变量分配和初始化内存，和协助解析符号引用。这些活动必须按照严格的顺序执行：

1. 加载：查找和导入类型的二进制数据

2. 链接：执行验证，准备和解析（可选择）

a.验证：保证导入类型的正确性
b.准备：为类变量分配内存并初始化成默认值
c.解析：将符号引用转化成类型的直接引用

3. 初始化：调用java代码将类变量初始化成正确的初始值

Bootstrap类加载器

java虚拟机实现必须能够识别并加载存储在class文件中的class和interface。每个java虚拟机实现都有一个bootstrap类加载器，它知道如何加载一个可信的类，包括Java API里面的类。给定一个全限定名，bootstrap类加载器必须尝试以某种方式产生定义该类型的数据。java虚拟机实现中的一个常用的方法是，搜索一个用户定义目录的路径，这个路径存储在一个名字为CLASSPATH的环境变量中。bootstrap类加载器按CLASSPATH中的目录顺序搜索每一个目录，知道它找到一个名字匹配的文件（类型的简单名字加".class"）。

User-Defined类加载器

虽然user-defined类加载器本身是java程序的一部分，但是在ClassLoader类中，有4个方法作为进入java虚拟机的途径。

// Four of the methods declared in class java.lang.ClassLoader:
protected final Class defineClass(String name, byte data[],
int offset, int length);
protected final Class defineClass(String name, byte data[],
int offset, int length, ProtectionDomain protectionDomain);
protected final Class findSystemClass(String name);
protected final void resolveClass(Class c);

任何的java虚拟机实现都必须注意将ClassLoader类的这些方法与内部的类加载器子系统连接。

名字空间

每个类加载器都维护着自己的名字空间，用于存放它所加载的类型。当虚拟机需要从一个类中解析到另一个类的符号引用时，就会请求引用类的类加载器来加载被引用类。