Java面试题：JVM的原理类文件加载机制？

问题：描述一下JVM加载class文件的原理和机制？

答：JVM中类的加载是由类加载器（ClassLoader）及其子类实现的。 Java中的类加载器是Java运行时系统的一个重要组件。它负责从类文件中查找并加载类。
由于Java的跨平台特性，编译后的Java源程序并不是可执行程序，而是一个或多个类文件。当Java程序需要使用特定的类时，JVM将确保该类已被加载、链接（验证、准备和解析）和初始化。类加载是指将类的.class文件中的数据读取到内存中。通常会创建一个字节数组来读取.class文件，然后生成与加载的类对应的Class对象。当加载完成时，类对象还不完整，因此此时类不可用。类加载后，就进入链接阶段，该阶段包括三个步骤：验证、准备（为静态变量分配内存并设置默认初始值）和解析（用直接引用替换符号引用）。最后，JVM对类进行初始化，包括： 1）如果该类有直接父类且该类尚未初始化，则先初始化父类； 2) 如果类中有初始化语句，则按顺序执行这些初始化语句。
类加载由类加载器完成，类加载器包括：根加载器（BootStrap）、扩展加载器（extension）、系统加载器（system）、自定义类加载器（java.lang .ClassLoader子类）。基于Java 2（JDK 1.2），类加载过程使用父委托机制（PDM）。 PDM 确保 Java 平台上更好的安全性。在这种机制中，JVM自己的Bootstrap是根加载器，其他加载器只有一个父类加载器。类的加载首先需要父类加载器加载，只有当父类加载器无能为力时，其子类加载器才自行加载。JVM不会提供 Bootstrap for Java 程序的参考。下面是几个类加载器的说明：

• Bootstrap：一般在本地代码中实现，负责加载JVM的基础核心类库（rt.jar）；
• 扩展名：由java.ext.dirs系统属性指定类库加载到该文件夹​​中，其父加载器为Bootstrap；
• System：也称为应用程序类加载器，它的父类是Extension。它是使用最广泛的一类加载器。它从 classpath 环境变量或 java.class.path 系统属性指定的目录加载类，并且是自定义加载器的默认加载器。