装载

装载是指 Java 虚拟机查找 .class 文件并生成字节流，然后根据字节流创建 java.lang.Class 对象的过程。

过程

1）ClassLoader 通过一个类的全限定名（包名 + 类名）来查找 .class 文件，并生成二进制字节流：

2）把 .class 文件的各个部分分别解析（parse）为 JVM 内部特定的数据结构，并存储在方法区。类似JSON解析

3）在内存中创建一个 java.lang.Class 类型的对象（程序在运行过程中所有对该类的访问都通过这个类对象）

加载时机

• 隐式装载：在程序运行过程中，当碰到通过new等方式生成对象时，系统会隐式调用ClassLoader去装载对应的class到内存中；
• 显示装载：在编写源代码时，主动调用Class.forName() 等方法也会进行 class 装载操作，这种方式通常称为显示装载。

链接

链接过程分为 3 步：验证、准备、解析。

验证

验证是链接的第一步，目的是为了确保 .class 文件的字节流中包含的信息符合当前虚拟机的要求，并且不会危及虚拟机本身的安全。

准备

准备是链接的第 2 步，这一阶段的主要目的是为类中的静态变量分配内存，并为其设置“0值”。

Java 中基本类型的默认”0值“如下：

• 基本类型（int、long、short、char、byte、boolean、float、double）的默认值为 0；
• 引用类型默认值是 null；

解析

解析是链接的最后一步，这一阶段的任务是把常量池中的符号引用转换为直接引用，也就是具体的内存地址。在这一阶段，JVM会将常量池中的类、接口名、字段名、方法名等转换为具体的内存地址。

初始化

这是 class 加载的最后一步，这一阶段是执行类构造器方法的过程，并真正初始化类变量。比如：

public static int value = 100;

在准备阶段 value 被分配内存并设置为 0，在初始化阶段 value 就会被设置为 100。

初始化时机

对于装载阶段，JVM并没有规范何时具体执行。但是对于初始化，JVM规范中严格规定了class初始化的时机，主要有以下几种情况会触发class的初始化：

• 虚拟机启动时，初始化包含main方法的主类；
• 遇到new指令创建对象实例时，如果目标对象类没有被初始化则进行初始化操作；
• 当遇到访问静态方法或者静态字段的指令时，如果目标对象类没有被初始化则进行初始化操作；
• 子类的初始化过程如果发现其父类还没有进行过初始化，则需要先触发其父类的初始化；
• 使用反射API进行反射调用时，如果类没有进行过初始化则需要先触发其初始化；
• 第一次调用 java.lang.invoke.MethodHandle 实例时，需要初始化 MethodHandle 指向方法所在的类。

这些都是主动引用会被初始化，而被动引用不会初始化，只有装载和链接。

如下例子是被动引用

只有 Parent 被初始化，但是 Parent 和 Child 都经过了装载和验证阶段，并被加载到内存中。

初始化类变量

在初始化阶段，只会初始化与类相关的静态赋值语句和静态语句，也就是有 static 关键字修饰的信息，而没有 static 修饰的语句块在实例化对象的时候才会执行。

一个类只初始化一次

class 初始化和对象的创建顺序

对象的初始化顺序如下：

• 1. 父类静态变量和静态代码块；
• 2. 子类静态变量和静态代码块；
• 3. 父类普通成员变量和普通代码块；
• 4. 父类的构造函数；
• 5. 子类普通成员变量和普通代码块；
• 6. 子类的构造函数。

比如第一次new Parent()会执行1-6过程，第二次new Parent()只会执行3-6过程