Java基础知识复习：类加载机制、反射和类初始化

Java面试题复习第一弹 在 Java 中，反射机制是指在程序运行时动态地获取和操作类的信息的能力。获取到字节码有三种方法：使用 `Class.forName(className)` 方法，使用 `类名.class` 方法，使用 `this.getClass()` 方法。这些方法可以将字节码中的方法、变量、构造函数等映射成相应的 `Method`、`Field`、`Constructor` 等类，这些类提供了丰富的方法可以被我们使用。 类的初始化有多种触发方式，包括创建类的实例、new 一个对象、访问某个类或接口的静态变量、或者对该静态变量赋值、调用类的静态方法、反射、初始化一个类的子类（会首先初始化子类的父类）、JVM 启动时标明的启动类，即文件名和类名相同的那个类。 类的初始化步骤包括：如果这个类还没有被加载和链接，那就先进行加载和链接；如果这个类存在直接父类，并且这个类还没有被初始化（注意：在一个类加载器中，类只能初始化一次），那就初始化直接的父类（不适用于接口）；如果类中存在初始化语句（如 static 变量和 static 代码块），那就依次执行这些初始化语句。 Java 的双亲委托机制是指类加载器之间的关系，子类加载器会将加载请求委托给父类加载器，如果父类加载器也不能加载，则继续委托给它的父类加载器，直到达到根加载器，最后如果都不能加载，则抛出 `ClassNotFoundException`。 JVM 加载 class 文件是由类加载器（ClassLoader）和它的子类来实现的，Java 中的类加载器是一个重要的运行时系统组件，它负责在运行时查找和装入类文件中的类。类的加载是指把类的 `.class` 文件中的数据读入到内存中，通常是创建一个字节数组读入 `.class` 文件，然后产生与所加载类对应的 `Class` 对象。加载完成后，`Class` 对象还不完整，所以此时的类还不可用。当类被加载后就进入连接阶段，这一阶段包括验证、准备（为静态变量分配内存并设置默认的初始值）和解析（将符号引用替换为直接引用）三个步骤。最后 JVM 对类进行初始化，包括：如果类中存在直接的父类并且这个类还没有被初始化，那么就先初始化父类；如果类中存在初始化语句，就依次执行这些初始化语句。 类加载器包括：根加载器（BootStrap）、扩展加载器（Extension）、系统加载器（System）和用户自定义类加载器（java.lang.ClassLoader 的子类）。BootStrap 负责加载 JVM 基础核心类库（rt.jar）；Extension 从 java.ext.dirs 系统属性所指定的目录中加载类库，它的父加载器是 BootStrap。 本文涵盖了 Java 中的反射机制、类的初始化、双亲委托机制、类加载器、JVM 加载 class 文件等知识点，为 Java 开发者提供了有价值的参考资料。