类从被加载到虚拟机内存中开始,到卸载为止,整个生命周期包括了:加载(Loading),验证(Verification),准备(Preparation),解析(Resolution),初始化(Initialization),使用(Using)和卸载(Unloading)7个阶段。其中验证(Verification),准备(Preparation)和解析(Resolution)统称为连接。

类的生命周期
在图中,加载,验证,准备,初始化和卸载这5个阶段的顺序是确定的,而类的加载过程必须按照这种顺序按部就班的开始,而解析阶段则不一定:它考研在初始化阶段之后再开始,这是为了支持Java语言的动态绑定。而且上文说的5个确定的顺序,也并不是固定不变的,因为这些阶段是可以互相交叉地混合式进行的,通常会在一个阶段执行的过程中调用,激活另一个阶段。
Java虚拟机并没有进行强制约束什么情况下需要开始类加载过程的第一个阶段,不过对于初始化阶段,虚拟机规范则是严格规定了有且只有5种情况必须立即对类进行“初始化”(当然加载、验证、准备这些阶段当然是在此之前):
(1)遇到new、getstatic、putstatic或invokestatic这4条字节码指令时,如果类没有进行过初始化,则需要先触发其初始化。生成这4条字节码指令的最常见的java代码场景是:使用new关键字实例化对象的时候、读取或设置一个类的静态字段(被final修饰、已在编译期把结果放入常量池的静态字段除外)的时候,以及调用一个类的静态方法的时候。
(2)使用java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用的时候,如果类没有进行过初始化,则需要先触发其初始化。
(3)当初始化一个类的时候,如果发现其父类还没有进行过初始化,则需要先触发类的初始化。
(4)当虚拟机启动时,用户需要指定一个要执行的主类(包含main()方法的哪个类),虚拟机会先初始化这个主类。
还有所有引用类的方式都不会触发初始化,称为被动引用。
被动引用的情况有:
(1)通过子类引用父类的静态字段,不会导致子类初始化。
(2)通过数组定义来引用类,不会触发此类的初始化。
(3)常量在编译阶段会存入调用类的常量池,本质上并没有直接引用到定义常量的类,因此不会触发定义常量的类的初始化。
加载
在加载阶段,虚拟机需要完成一下3件事情:
(1)通过一个类的全限定名来获取定义此类的二进制字节流。
(2)将这个字节流所代表的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构。
(3)在内存中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象,作为方法区这个类的各种数据的访问入口。

验证
验证是连接阶段的第一步,这一阶段的目的是为了确保Clas文件的字节流中包含的信息是否符合当前虚拟机的要求,并且不会危害虚拟机自身的安全。而验证阶段大致会完成4个阶段的检验动作:文件格式验证、元数据验证、字节码验证、符号引用验证。
准备
准备阶段是正式为类变量分配内存并设置类变量初始值的阶段,这些变量所使用的内存都将在方法区中进行分配。这个阶段中有两个容易产生混淆的概念需要强调一下,首先,这个时候进行内存分配的仅包括类变量(被static修饰的变量),而不包括实例变量,而实例变量将会在对象实例化时随着对象一起分配在Java堆中。其次,这里所说的初始值“通常情况”下是数据类型的0值,假设一个类变量的定义为:
public static int value = 123;
那么变量value在准备阶段过后的初始值为0而不是123,因为这个时候尚未开始执行任何Java方法,而把value赋值为123的putstatic指令是程序被编译后,存放在类构造器<clinit>()方法之中,所以把value赋值为123的动作将在初始化阶段才会执行。

解析
解析阶段是虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程。
初始化
类初始化阶段是类加载过程的最后一步,前面的类加载过程中,除了在加载阶段用户应用程序可以通过自定义类加载器参与之外,其余动作完全由虚拟机主动和控制的。到了初始化阶段,才真正开始执行类中定义的Java程序。
初始化阶段是执行类构造器<clinit>()方法的过程。(<clinit>()方法是由编译器自动收集类中的所有类变量的赋值动作和静态语句块(static{}块)中的语句合并产生的)