Java 类

类修饰符

在 Java 中，类的修饰符主要有两种：public 和 默认（即不显示声明修饰符）, 类修饰符描述了类的包访问权限。

修饰符	访问范围	是否可被其他包访问	是否可被同包类访问
public	当前包和所有其他包	是	是
默认	仅限当前包	否	是

类加载器

Java 的类加载器（ClassLoader）是 Java 虚拟机（JVM）中负责加载类文件（.class）的组件。它的主要作用是将字节码文件加载到内存，并为 JVM 提供类的定义

Java 的类加载器主要分为以下几种：

• 启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）：负责加载 Java 核心类库（JAVA_HOME/lib 下的类），由 C++ 实现，属于 JVM 的一部分。
• 扩展类加载器（Extension ClassLoader）：负责加载 JAVA_HOME/lib/ext 目录下的类库。
• 应用类加载器（AppClassLoader）：负责加载应用程序的 classpath 下的类，是最常用的类加载器。
• 自定义类加载器：用户可以根据需要自定义类加载器，继承 ClassLoader 实现。

类的生命周期

Java 中类的生命周期是指一个类从被加载到内存、被使用、直到卸载出内存的整个过程。类的生命周期主要包括以下几个阶段：加载（Loading）、连接（Linking）、初始化（Initialization）、使用（Using）、卸载（Unloading）。

在验证过程中，主要包括以下几个环节，每个环节都有其特定的作用：

验证环节	主要作用说明
文件格式验证	检查字节码文件是否符合 Class 文件格式规范。例如，魔数、版本号等是否正确。
元数据验证	验证类的元数据信息是否符合 Java 语言规范。比如类的继承关系、字段和方法的描述等是否合法。
字节码验证	检查方法体中的字节码指令是否合法，确保不会破坏虚拟机的安全。例如，操作数栈不会出现溢出或下溢等问题。
符号引用验证	验证常量池中的符号引用（如类、字段、方法等）是否能被正确解析为直接引用，确保引用的类、方法等实际存在且可访问。

类初始化的时机

类型	场景描述	是否触发类初始化
主动引用	创建类的实例	是
主动引用	访问类的静态变量（非 final）	是
主动引用	调用类的静态方法	是
主动引用	反射调用	是
主动引用	初始化子类时父类会被初始化	是
主动引用	JVM 启动时指定的主类	是
被动引用	通过子类引用父类的静态字段	否
被动引用	通过数组定义引用类	否
被动引用	访问类的 final 常量	否

TIP

对于 初始化子类时父类会被初始化 的场景, 会先初始化父类, 然后再初始化子类.

类成员初始化顺序

Java 中类成员的初始化顺序是有严格规定的，主要分为静态成员和实例成员的初始化。静态成员的初始化发生在类加载阶段，而实例成员的初始化发生在对象实例化阶段。

TIP

对于同级之间的初始化顺序, 例如:静态成员变量和静态代码块, 初始化顺序是谁声明在前谁先初始化

双亲委派机制

双亲委派机制（Parent Delegation Model）是 Java 类加载器（ClassLoader）的一种工作机制。它规定了类加载器在加载类时的查找顺序.

工作流程:

1. 当类加载器收到类加载请求时，首先不会自己去尝试加载，而是把请求委托给父加载器。
2. 父加载器如果还有父加载器，则继续向上委托，直到顶层的启动类加载器。
3. 从顶层加载器开始，尝试进行类加载, 如果无法加载, 再由下一级加载器尝试加载,
4. 如果所有的类加载器都无法加载该类, 则抛出 ClassNotFoundException 异常, 否则返回加载的类.

TIP

当某个加载器成功加载类后, 会将加载结果逐级返回, 即使下级加载器也能够加载这个类, 也不会再进行类加载.

主要优点:

• 安全性：防止核心类库被篡改或替换。
• 避免重复加载：同一个类只会被加载一次，保证类的唯一性。
• 层次清晰：各类加载器职责分明，便于管理和扩展。

NOTE

某些框架（如 Tomcat、JSP/Servlet 容器、OSGi）会打破双亲委派机制，实现自己的类加载逻辑，以满足热部署、隔离等需求。