类的加载过程
大多数情况下，类会按照图中给出的顺序进行加载
加载
从jar包或war包找到并加载.class文件的二进制数据到Java的方法区
验证
验证在类的加载过程中占了很大一部分，主要是为了防止恶意攻击，因为并非所有的.class都能被加载，不符合规范的将会抛出java.lang.VeriFyError错误。一些低版本的 JVM，是无法加载一些高版本的类库的，就是在这个阶段完成的。
准备
为变量分配内存，并初始化为默认值。此时实例对象还没有分配到内存，所以这些动作是在方法区进行的
下面两段代码，code1 将会输出 0，而 code2 将无法通过编译。原因是code1中类变量a虽然没有显式的赋值，但是类变量有两次赋初始值的过程，一次是在准备阶段，赋予初始值（也可以是指定值），一次是在初始化阶段，赋予程序员定义的值。因此类变量不设置初始值也没关系，而局部变量没有准备阶段，不赋初始值是不能使用的
code1：
public class A {
static int a ;
public static void main(String[] args) {
System.out.println(a);
}
}
code2：
public class A {
public static void main(String[] args) {
int a ;
System.out.println(a);
}
}
解析
解析是将符号引用替换为直接引用的过程。符号是一种定义，可以是任何字面的含义，而直接引用是直接指向目标的指针，相对偏移量，直接引用的对象都存在于内存中，你可以把通讯录里的朋友手机号码，类比为符号引用，把面对面和你吃饭的人，类比为直接引用。
解析阶段负责把整个类激活，串成一个可以找到彼此的网，这个阶段主要做了以下工作：
1.类或接口的解析
2.类方法解析
3.接口方法解析
4.字段的解析
我们来看几个经常发生的异常，就与这个阶段有关。
java.lang.NoSuchFieldError 根据继承关系从下往上，找不到相关字段时的报错。
java.lang.IllegalAccessError 字段或者方法，访问权限不具备时的错误。
java.lang.NoSuchMethodError 找不到相关方法时的错误。
解析过程保证了相互引用的完整性，把继承与组合推进到运行时。
初始化
初始化成员变量
接下来是另一道面试题，你可以猜想一下，下面的代码，会输出什么？
public class A {
static int a = 0 ;
static {
a = 1;
b = 1;
}
static int b = 0;
public static void main(String[] args) {
System.out.println(a);
System.out.println(b);
}
}
结果是 1 0。a 和 b 唯一的区别就是它们的 static 代码块的位置
规则1: static 语句块最先执行，并且只能访问到定义在 static 语句块之前的变量。所以下面的代码是无法通过编译的。
static {
b = b + 1;
}
static int b = 0;
规则2: JVM会保证，JVM 会保证在子类的初始化方法执行之前，父类的初始化方法已经执行完毕。
所以，JVM 第一个被执行的类初始化方法一定是 java.lang.Object。另外，也意味着父类中定义的 static 语句块要优先于子类的。
<cinit>与<init>
面试题：<cinit> 方法和 <init> 方法有什么区别？主要是为了让你弄明白类的初始化和对象的初始化之间的差别。
public class A {
static {
System.out.println("1");
}
public A(){
System.out.println("2");
}
}
public class B extends A {
static{
System.out.println("a");
}
public B(){
System.out.println("b");
}
public static void main(String[] args){
A ab = new B();
ab = new B();
}
}
结果
1
a
2
b
2
b
static 字段和 static 代码块，是属于类的，在类的加载的初始化阶段就已经被执行。类信息会被存放在方法区，在同一个类加载器下，这些信息有一份就够了，所以上面的 static 代码块只会执行一次，它对应的是 <cinit> 方法。
而对象初始化就不一样了。通常，我们在 new 一个新对象的时候，都会调用它的构造方法，就是 <init>，用来初始化对象的属性。每次新建对象的时候，都会执行。
类加载器
Bootstrap ClassLoader
这是加载器中的大 Boss，任何类的加载行为，都要经它过问。它的作用是加载核心类库，也就是 rt.jar、resources.jar、charsets.jar 等。当然这些 jar 包的路径是可以指定的，-Xbootclasspath 参数可以完成指定操作。
这个加载器是 C++ 编写的，随着 JVM 启动。
Extention ClassLoader
扩展类加载器，主要用于加载 lib/ext 目录下的 jar 包和 .class 文件。同样的，通过系统变量 java.ext.dirs 可以指定这个目录。
这个加载器是个 Java 类，继承自 URLClassLoader。
App ClassLoader
这是我们写的 Java 类的默认加载器，有时候也叫作 System ClassLoader。一般用来加载 classpath 下的其他所有 jar 包和 .class 文件，我们写的代码，会首先尝试使用这个类加载器进行加载。
Custom ClassLoader
自定义加载器，支持一些个性化的扩展功能。
双亲委托机制
除了顶层的启动类加载器以外，其余的类加载器，在加载一个类之前，都会委派给它的父加载器进行加载。这样一层层向上传递，直到父加载器们都无法胜任，它才会真正的加载。
为什么叫“双亲”？翻译的问题，不用太在意。可以看到，除了启动类加载器，每一个加载器都有一个parent，并没有所谓的双亲
翻阅 JDK 代码的 ClassLoader#loadClass 方法，来看一下具体的加载过程。和我们描述的一样，它首先使用 parent 尝试进行类加载，parent 失败后才轮到自己。同时，我们也注意到，这个方法是可以被覆盖的，也就是双亲委派机制并不一定生效。
这个模型的好处在于 Java 类有了一种优先级的层次划分关系。比如 Object 类，这个毫无疑问应该交给最上层的加载器进行加载，即使是你覆盖了它，最终也是由系统默认的加载器进行加载的。
如果没有双亲委派模型，就会出现很多个不同的 Object 类，应用程序会一片混乱。
一些自定义加载器
下面我们就来聊一聊可以打破双亲委派机制的一些案例。为了支持一些自定义加载类多功能的需求，Java 设计者其实已经作出了一些妥协。
案例一：tomcat
tomcat 通过 war 包进行应用的发布，它其实是违反了双亲委派机制原则的。简单看一下 tomcat 类加载器的层次结构。
对于一些需要加载的非基础类，会由一个叫作 WebAppClassLoader 的类加载器优先加载。等它加载不到的时候，再交给上层的 ClassLoader 进行加载。这个加载器用来隔绝不同应用的 .class 文件，比如你的两个应用，可能会依赖同一个第三方的不同版本，它们是相互没有影响的。
如何在同一个 JVM 里，运行着不兼容的两个版本，当然是需要自定义加载器才能完成的事。
那么 tomcat 是怎么打破双亲委派机制的呢？可以看图中的 WebAppClassLoader，它加载自己目录下的 .class 文件，并不会传递给父类的加载器。但是，它却可以使用 SharedClassLoader 所加载的类，实现了共享和分离的功能。
但是你自己写一个 ArrayList，放在应用目录里，tomcat 依然不会加载。它只是自定义的加载器顺序不同，但对于顶层来说，还是一样的。
案例二：SPI
Java 中有一个 SPI 机制，全称是 Service Provider Interface，是 Java 提供的一套用来被第三方实现或者扩
展的 API，它可以用来启用框架扩展和替换组件。
案例三：OSGi
OSGi 曾经非常流行，Eclipse 就使用 OSGi 作为插件系统的基础。OSGi 是服务平台的规范，旨在用于需要长运行时间、动态更新和对运行环境破坏最小的系统。
如何替换 JDK 的类
拿 HashMap为例。
当 Java 的原生 API 不能满足需求时，比如我们要修改 HashMap 类，就必须要使用到 Java 的 endorsed 技术。我们需要将自己的 HashMap 类，打包成一个 jar 包，然后放到 -Djava.endorsed.dirs 指定的目录中。注意类名和包名，应该和 JDK 自带的是一样的。但是，java.lang 包下面的类除外，因为这些都是特殊保护的。
因为我们上面提到的双亲委派机制，是无法直接在应用中替换 JDK 的原生类的。但是，有时候又不得不进行一下增强、替换，比如你想要调试一段代码，或者比 Java 团队早发现了一个 Bug。所以，Java 提供了 endorsed 技术，用于替换这些类。这个目录下的 jar 包，会比 rt.jar 中的文件，优先级更高，可以被最先加载到。
endorsed技术
在JAVA运行环境中有一个叫endorsed的目录，它充许你将一些特殊的类库放到其中以供项目使用。
官方说明：
Specifying the -Djava.endorsed.dirs=lib/endorsed system property on the [Java](http://www.2cto.com
/kf/ware/Java/) command line will force the JVM to prefer any library it finds in the endorsed directory over
its own system libraries. Copying the jars into $JAVA_HOME/jre/lib/endorsed will do the same thing.
其大意是：如果你在运行程序的时候指定了-D java.endorsed.dirs这个参数所指向的包含特别的jar包的目录，或者把那些jar复制到缺省的$JAVA_HOME/jre/lib/endorsed目录下。那么在项目运行时虚拟机会优先使用这些jar包，优先级比JDK自带的系统类库还要高，但是java.lang这个语言包下的类除处。
小节
一个 Java 类的加载，经过了加载、验证、准备、解析、初始化几个过程，每一个过程都划清了各自负责的事情。
接下来，我们了解到 Java 自带的三个类加载器。同时了解到，main 方法的线程上下文加载器，其实是 Application ClassLoader。
一般情况下，类加载是遵循双亲委派机制的。我们也认识到，这个双亲，很有问题。通过 3 个案例的学习和介绍，可以看到有很多打破这个规则的情况。类加载器通过开放的 API，让加载过程更加灵活。
Java 的类加载器是非常重要的知识点，也是面试常考的知识点，本课时提供了多个面试题，你可以实际操作体验一下。
所以我们在课时开始时的第三个问题就很简单了，无论是远程存储字节码，还是将字节码进行加密，这都是业务需求。要做这些，我们实现一个新的类加载器就可以了。
