前言

类加载器（Class Loader）是JVM的一个重要组件，负责将字节码文件（.class文件）加载到内存中。以下是类加载器的详细全面介绍：

一、类加载器种类

JVM中包含三种类加载器：

1.1 Bootstrap类加载器

Bootstrap类加载器是最顶层的类加载器，负责加载JVM核心类库（如java.lang.Object、java.util.ArrayList等）。Bootstrap类加载器是用C++实现的，无法在Java程序中直接引用。

1.2 扩展类加载器（Extension Class Loader）

扩展类加载器是Bootstrap类加载器的子类，负责加载JRE扩展目录（例如$JAVA_HOME/lib/ext）中的类库。
扩展类加载器是用Java实现的，可以在程序中通过java.lang.ClassLoader.getSystemClassLoader().getParent()获取。

1.3 应用类加载器（Application Class Loader）

应用类加载器是扩展类加载器的子类，负责加载应用程序classpath下的类库。
应用类加载器是Java程序默认的类加载器，可以在程序中通过java.lang.ClassLoader.getSystemClassLoader()获取。

二、双亲委派模型

类加载器遵循双亲委派模型（Parent Delegation Model）。当一个类加载器接收到类加载请求时，它首先将请求委托给父类加载器。如果父类加载器无法加载该类，请求会依次向下传递，直到自己尝试加载。这种模型确保了类的唯一性，防止重复加载。

三、类的加载、链接和初始化过程

类的生命周期包括加载、链接（验证、准备、解析）和初始化三个阶段。

3.1 加载

加载阶段是类加载器将字节码文件（.class文件）读入内存的过程。类加载器根据类的完全限定名（包名+类名），从文件系统、网络或其他数据源加载类。

3.2 链接

链接阶段包括验证、准备和解析三个子阶段。

3.2.1 验证

验证阶段主要确保加载的字节码符合JVM规范，没有安全问题。验证包括类结构检查、语义检查、字节码验证和符号引用验证等。

3.2.2 准备

准备阶段为类变量分配内存，并设置默认初始值。
注意，这里的初始值不是程序中设定的值，而是JVM为其指定的默认值。

3.2.3 解析

解析阶段将常量池中的符号引用替换为直接引用。
符号引用是用于描述类、字段和方法的字符串，而直接引用是内存地址或偏移量。

3.3 初始化

初始化阶段执行类构造器方法（<clinit>），为类变量赋予程序中设定的初始值。
初始化阶段还负责执行静态代码块。该阶段保证了类的初始化操作是线程安全的，只会被执行一次。

总结一下，类加载器是JVM的关键组件，负责将字节码文件加载到内存中。类加载器有三种类型：Bootstrap类加载器、扩展类加载器和应用类加载器。它们遵循双亲委派模型，确保类的唯一性。类的生命周期包括加载、链接（验证、准备、解析）和初始化三个阶段。了解类加载器的种类、双亲委派模型和类的加载、链接和初始化过程，有助于深入理解Java程序在JVM中的执行过程。