一、類的加載過程

JVM將類的加載分為3個步驟：

1、裝載（Load）

2、鏈接（Link）

3、初始化（Initialize）

其中 鏈接（Link）又分3個步驟，如下圖所示：

1)

裝載：查找并加載類的二進制數(shù)據(jù)（查找和導(dǎo)入Class文件）

加載是類加載過程的第一個階段，在加載階段，虛擬機需要完成以下三件事情：

1、通過一個類的全限定名來獲取其定義的二進制字節(jié)流。

2、將這個字節(jié)流所代表的靜態(tài)存儲結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為方法區(qū)的運行時數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

3、在Java堆中生成一個代表這個類的java.lang.Class對象，作為對方法區(qū)中這些數(shù)據(jù)的訪問入口。

相對于類加載的其他階段而言，加載階段（準確地說，是加載階段獲取類的二進制字節(jié)流的動作）是可控性最強的階段，因為開發(fā)人員既可以使用系統(tǒng)提供的類加載器來完成加載，也可以自定義自己的類加載器來完成加載。

加載階段完成后，虛擬機外部的 二進制字節(jié)流就按照虛擬機所需的格式存儲在方法區(qū)之中，而且在Java堆中也創(chuàng)建一個java.lang.Class類的對象，這樣便可以通過該對象訪問方法區(qū)中的這些數(shù)據(jù)。

2) 鏈接（分3個步驟）

1、驗證：確保被加載的類的正確性

驗證是連接階段的第一步，這一階段的目的是為了確保Class文件的字節(jié)流中包含的信息符合當前虛擬機的要求，并且不會危害虛擬機自身的安全。驗證階段大致會完成4個階段的檢驗動作：

文件格式驗證：驗證字節(jié)流是否符合Class文件格式的規(guī)范；例如：是否以0xCAFEBABE開頭、主次版本號是否在當前虛擬機的處理范圍之內(nèi)、常量池中的常量是否有不被支持的類型。

元數(shù)據(jù)驗證：對字節(jié)碼描述的信息進行語義分析（注意：對比javac編譯階段的語義分析），以保證其描述的信息符合Java語言規(guī)范的要求；例如：這個類是否有父類，除了java.lang.Object之外。

字節(jié)碼驗證：通過數(shù)據(jù)流和控制流分析，確定程序語義是合法的、符合邏輯的。

符號引用驗證：確保解析動作能正確執(zhí)行。

驗證階段是非常重要的，但不是必須的，它對程序運行期沒有影響，如果所引用的類經(jīng)過反復(fù)驗證，那么可以考慮采用-Xverifynone參數(shù)來關(guān)閉大部分的類驗證措施，以縮短虛擬機類加載的時間。

2、準備：為類的靜態(tài)變量分配內(nèi)存，并將其初始化為默認值

準備階段是正式為類變量分配內(nèi)存并設(shè)置類變量初始值的階段，這些內(nèi)存都將在方法區(qū)中分配。對于該階段有以下幾點需要注意：

1、這時候進行內(nèi)存分配的僅包括類變量（static），而不包括實例變量，實例變量會在對象實例化時隨著對象一塊分配在Java堆中。

2、這里所設(shè)置的初始值通常情況下是數(shù)據(jù)類型默認的零值（如0、0L、null、false等），而不是被在Java代碼中被顯式地賦予的值。

假設(shè)一個類變量的定義為：public static int value = 3； 那么變量value在準備階段過后的初始值為0，而不是3，因為這時候尚未開始執(zhí)行任何Java方法，而把value賦值為3的putstatic指令是在程序編譯后，存放于類構(gòu)造器<clinit>（）方法之中的，所以把value賦值為3的動作將在初始化階段才會執(zhí)行。

3、解析：把類中的符號引用轉(zhuǎn)換為直接引用

解析階段是虛擬機將常量池內(nèi)的符號引用替換為直接引用的過程，解析動作主要針對類或接口、字段、類方法、接口方法、方法類型、方法句柄和調(diào)用限定符7類符號引用進行。符號引用就是一組符號來描述目標，可以是任何字面量。直接引用就是直接指向目標的指針、相對偏移量或一個間接定位到目標的句柄。

3) 初始化：對類的靜態(tài)變量，靜態(tài)代碼塊執(zhí)行初始化操作

初始化，為類的靜態(tài)變量賦予正確的初始值，JVM負責對類進行初始化，主要對類變量進行初始化。在Java中對類變量進行初始值設(shè)定有兩種方式：

①聲明類變量是指定初始值。

②使用靜態(tài)代碼塊為類變量指定初始值。

類的初始化

類什么時候才被初始化：

1）創(chuàng)建類的實例，也就是new一個對象

2）訪問某個類或接口的靜態(tài)變量，或者對該靜態(tài)變量賦值

3）調(diào)用類的靜態(tài)方法

4）反射（Class.forName('com.lyj.load')）

5）初始化一個類的子類（會首先初始化子類的父類）

6）JVM啟動時標明的啟動類，即文件名和類名相同的那個類 只有這6中情況才會導(dǎo)致類的類的初始化。

類的初始化步驟 / JVM初始化步驟：

1）如果這個類還沒有被加載和鏈接，那先進行加載和鏈接

2）假如這個類存在直接父類，并且這個類還沒有被初始化（注意：在一個類加載器中，類只能初始化一次），那就初始化直接的父類（不適用于接口）

3 ) 假如類中存在初始化語句（如static變量和static塊），那就依次執(zhí)行這些初始化語句。

類的加載

類的加載指的是將類的.class文件中的二進制數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)存中，將其放在運行時數(shù)據(jù)區(qū)的方法區(qū)內(nèi)，然后在堆區(qū)創(chuàng)建一個這個類的Java.lang.Class對象，用來封裝類在方法區(qū)類的對象。

類的加載的最終產(chǎn)品是位于堆區(qū)中的Class對象。 Class對象封裝了類在方法區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并且向Java程序員提供了訪問方法區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的接口。加載類的方式有以下幾種：

1）從本地系統(tǒng)直接加載

2）通過網(wǎng)絡(luò)下載.class文件

3）從zip，jar等歸檔文件中加載.class文件

4）從專有數(shù)據(jù)庫中提取.class文件

5）將Java源文件動態(tài)編譯為.class文件（服務(wù)器）

6）命令行啟動應(yīng)用時候由JVM初始化加載

7）通過Class.forName()方法動態(tài)加載

8）通過ClassLoader.loadClass()方法動態(tài)加載

加載器

JVM的類加載是通過ClassLoader及其子類來完成的，類的層次關(guān)系和加載順序可以由下圖來描述：

1）Bootstrap ClassLoader負責加載$JAVA_HOME中 jre/lib/rt.jar 里所有的class或Xbootclassoath選項指定的jar包。由C++實現(xiàn)，不是ClassLoader子類。

2）Extension ClassLoader負責加載java平臺中擴展功能的一些jar包，包括$JAVA_HOME中jre/lib/*.jar 或 -Djava.ext.dirs指定目錄下的jar包。

3）App ClassLoader負責加載classpath中指定的jar包及 Djava.class.path 所指定目錄下的類和jar包。

4）Custom ClassLoader通過java.lang.ClassLoader的子類自定義加載class，屬于應(yīng)用程序根據(jù)自身需要自定義的ClassLoader，如tomcat、jboss都會根據(jù)j2ee規(guī)范自行實現(xiàn)ClassLoader。

加載過程中會先檢查類是否被已加載，檢查順序是自底向上，從Custom ClassLoader到BootStrap ClassLoader逐層檢查，只要某個classloader已加載，就視為已加載此類，保證此類只所有ClassLoader加載一次。而加載的順序是自頂向下，也就是由上層來逐層嘗試加載此類。

結(jié)束生命周期

在如下幾種情況下，Java虛擬機將結(jié)束生命周期

1、執(zhí)行了System.exit()方法

2、程序正常執(zhí)行結(jié)束

3、程序在執(zhí)行過程中遇到了異常或錯誤而異常終止

4、由于操作系統(tǒng)出現(xiàn)錯誤而導(dǎo)致Java虛擬機進程終止

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