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面试官对于JVM类加载机制的猛烈炮火，你能顶住吗？
前文回顾
咱们今天先来回顾一下昨天讲到的JVM整体的一个运行原理。
我们首先从.java代码文件，编译成.class字节码文件
然后类加载器把.class字节码文件中的类给加载到JVM中
接着是JVM来执行我们写好的那些类中的代码，整体是这么个顺序。
再看看下图，感受一下这个过程：
那么今天，我们就来仔细看看上图中的类加载这个过程，看看JVM的类加载机制到底是怎么样的？
搞清楚这个过程了，那么以后在面试时，对面试官常问的JVM类加载机制，就能把一些核心概念说清楚了。
类加载场景
JVM在什么情况下会加载一个类？
其实类加载过程非常的琐碎复杂，但是对于我们平时从工作中实用的角度来说，主要是把握他的核心工作原理就可以。
一个类从加载到使用，一般会经历下面的这个过程：
加载 -验证 -准备 -解析 -初始化 -使用 -卸载
所以首先要搞明白的第一个问题，就是JVM在执行我们写好的代码的过程中，一般在什么情况下会去加载一个类呢？
也就是说，啥时候会从.class字节码文件中加载这个类到JVM内存里来。
其实答案非常简单，就是在你的代码中用到这个类的时候。
举个简单的例子，比如下面你有一个类（Kafka.class），里面有一个main()方法作为主入口。
那么一旦你的JVM进程启动之后，它一定会先把你的这个类（Kafka.cass）加载到内存里，然后从main()方法的入口代码开始执行。
我们还是坚持一步一图，大家先看看下图，感受一下：
接着假设上面的代码中，出现了如下的这么一行代码：
这时可能大家就想了，你的代码中明显需要使用ReplicaManager这个类去实例化一个对象，此时必须得ReplicaManager.class字节码文件中的这个类加载到内存里来啊！是不是？
所以这个时候就会触发JVM通过类加载器，从ReplicaManager.class字节码文件中加载对应的类到内存里来使用，这样代码才能跑起来。
我们来看下面的图：
上面就是给大家举的一个例子，相信非常的通俗易懂。
简单概括一下：首先你的代码中包含main()方法的主类一定会在JVM进程启动之后被加载到内存，开始执行你的main()方法中的代码接着遇到你使用了别的类，比如ReplicaManager，此时就会从对应的.class字节码文件加载对应的类到内存里来。
类加载详解
从实用角度出发，来看看验证、准备和初始化的过程，其实上面的类加载时机的问题，对于很多有经验的同学来说不是什么问题。但是对于很多初学者来说，是一个非常重要的需要捋清的概念。
接下来就来简单带着大家，从实用的角度出发，过一下另外三个概念：
验证、准备、初始化
其实对于这三个概念，没太大的必要去深究里面的细节，这里的细节很多很繁琐，对于大部分同学而言，只要脑子里有下面的几个概念就可以了：
验证阶段
简单来说，这一步就是根据Java虚拟机规范，来校验你加载进来的.class文件中的内容，是否符合指定的规范，假如说，你的.class文件被人篡改了，里面的字节码压根儿不符合规范，那么JVM是没法去执行这个字节码的！所以把.class加载到内存里之后，必须先验证一下，校验他必须完全符合JVM规范，后续才能交给JVM来运行。
下面用一张图，展示了这个过程：
准备阶段
这个阶段其实也很好理解，咱们都知道，我们写好的那些类，其实都有一些类变量
比如下面的这个ReplicaManager类：
假设你有这么一个ReplicaManager类，他的ReplicaManager.class文件内容刚刚被加载到内存之后，会进行验证，确认这个字节码文件的内容是规范的
接着就会进行准备工作。这个准备工作，其实就是给这个ReplicaManager类分配一定的内存空间然后给他里面的类变量（也就是static修饰的变量）分配内存空间，来一个默认的初始值比如上面的示例里，就会给flushInterval这个类变量分配内容空间，给一个0这个初始值。
整个过程，如下图所示：
解析阶段
这个阶段干的事儿，实际上是把符号引用替换为直接引用的过程，其实这个部分的内容很复杂，涉及到JVM的底层。所以针对这个阶段，现在不打算做过深的解读，因为从实用角度而言，对很多同学在工作中实践JVM技术其实也用不到，所以这里大家就暂时知道有这么一个阶段就可以了。
同样，我还是给大家画图展示一下：
其实这三个阶段里，最核心的大家务必关注的，就是准备阶段
因为这个阶段是给加载进来的类分配好了内存空间，类变量也分配好了内存空间，并且给了默认的初始值，这个概念，大家心里一定要有。
初始化
初始化是类加载的核心阶段，之前说过，在准备阶段时，就会把我们的ReplicaManager类给分配好内存空间，另外他的一个类变量flushInterval也会给一个默认的初始值0，那么接下来，在初始化阶段，就会正式执行我们的类初始化的代码了。
那么什么是类初始化的代码呢？我们来看看下面这段代码：
大家可以看到，对于flushInterval这个类变量，我们是打算通过Configuration.getInt(“replica.flush.interval”)这段代码来获取一个值，并且赋值给他的，但是在准备阶段会执行这个赋值逻辑吗？NO！在准备阶段，仅仅是给flushInterval类变量开辟一个内存空间，然后给个初始值0罢了。
那么这段赋值的代码什么时候执行呢？答案是在初始化阶段来执行。
在这个阶段，就会执行类的初始化代码，比如上面的 Configuration.getInt(“replica.flush.interval”) 代码就会在这里执行，完成一个配置项的读取，然后赋值给这个类变量flushInterval。
另外比如下图的static静态代码块，也会在这个阶段来执行。
类似下面的代码语义，可以理解为类初始化的时候，调用loadReplicaFromDish()方法从磁盘中加载数据副本，并且放在静态变量replicas中：
初始化的规则
什么时候会初始化一个类？
一般来说有以下一些时机：比如new ReplicaManager()来实例化类的对象了，此时就会触发类的加载到初始化的全过程，把这个类准备好，然后再实例化一个对象出来；或者是包含main()方法的主类，必须是立马初始化的。此外，这里还有一个非常重要的规则，就是如果初始化一个类的时候，发现他的父类还没初始化，那么必须先初始化他的父类
比如下面的代码：
如果你要new ReplicaManager()初始化这个类的实例，那么会加载这个类，然后初始化这个类，但是初始化这个类之前，发现AbstractDataManager作为父类还没加载和初始化，那么必须先加载这个父类，并且初始化这个父类。
这个规则，大家必须得牢记，再来一张图，借助图片来进行理解：
类加载器和双亲委派机制
Java里有哪些类加载器呢？简单来说有下面几种：
启动类加载器
Bootstrap ClassLoader，他主要是负责加载我们在机器上安装的Java目录下的核心类的，相信大家都知道，如果你要在一个机器上运行自己写好的Java系统，无论是windows笔记本，还是linux服务器，是不是都得装一下JDK？
那么在你的Java安装目录下，就有一个lib目录，大家可以自己去找找看，这里就有Java最核心的一些类库，支撑你的Java系统的运行。
所以一旦你的JVM启动，那么首先就会依托启动类加载器，去加载你的Java安装目录下的lib目录中的核心类库。
扩展类加载器
Extension ClassLoader，这个类加载器其实也是类似的，就是你的Java安装目录下，有一个libext目录，这里面有一些类，就是需要使用这个类加载器来加载的，支撑你的系统的运行。那么你的JVM一旦启动，是不是也得从Java安装目录下，加载这个libext目录中的类？
应用程序类加载器
Application ClassLoader，这类加载器就负责去加载ClassPath环境变量所指定的路径中的类
其实你大致就理解为去加载你写好的Java代码吧，这个类加载器就负责加载你写好的那些类到内存里。
自定义类加载器
除了上面那几种之外，还可以自定义类加载器，去根据你自己的需求加载你的类。
双亲委派机制
JVM的类加载器是有亲子层级结构的，就是说启动类加载器是最上层的，扩展类加载器在第二层，第三层是应用程序类加载器，最后一层是自定义类加载器。
大家看下图：
然后，基于这个亲子层级结构，就有一个双亲委派的机制什么意思呢？
就是假设你的应用程序类加载器需要加载一个类，他首先会委派给自己的父类加载器去加载，最终传导到顶层的类加载器去加载但是如果父类加载器在自己负责加载的范围内，没找到这个类，那么就会下推加载权利给自己的子类加载器。
举个例子来说明一下:
比如你的JVM现在需要加载ReplicaManager类，此时应用程序类加载器会问问自己的爸爸，也就是扩展类加载器，你能加载到这个类吗？
然后扩展类加载器直接问自己的爸爸，启动类加载器，你能加载到这个类吗？
启动类加载器心想，我在Java安装目录下，没找到这个类啊，自己找去！然后，就下推加载权利给扩展类加载器这个儿子，结果扩展类加载器找了半天，也没找到自己负责的目录中有这个类。这时他很生气，说：明明就是你应用程序加载器自己负责的，你自己找去。
然后应用程序类加载器在自己负责的范围内，比如就是你写好的那个系统打包成的jar包吧，一下子发现，就在这里！然后就自己把这个类加载到内存里去了。
这就是所谓的双亲委派模型：先找父亲去加载，不行的话再由儿子来加载。这样的话，可以避免多层级的加载器结构重复加载某些类。最后，给大家来一张图图，感受一下类加载器的双亲委派模型。
