类加载时机

类的生命周期包括：加载、验证、准备、解析、初始化、使用、卸载。加载可以有实现方式，比如本地加载类、或者通过网络加载类，具体实现自由。对于初始化阶段，虚拟机规范规定有且只有5中情况，如果没有初始化，则必须对类进行初始化：

• 遇到new，getstatic，putstat或invokestatic指令时
• 使用反射进行调用时
• 当初始化类时，其父类没有初始化，则需触发父类初始化
• 用户指定了一个主类，vm会先初始化这个主类
• 一个MethodHandle实例最后的解析结果REF_getStatic、REF_putStatic、REF_invokeStatic的方法句柄， 并且这个方法句柄对应的类没有初始化时

类加载过程

加载过程包括：加载，验证，准备，解析和初始化

加载

加载阶段要做的就是

• 通过一个类的全限定名来获取类的二进制字节流；
• 将这个字节流转化为方法区的运行时数据结构；
• 生成这个类的Class对象，作为方法区的这个类的各种数据的入口

验证

验证是保证Class文件的字节流中包含的信息符合虚拟机的规定，包括

• 文件格式验证，验证字节流是否符合Class文件格式的规范，如是否以魔数0XCAFEBABE开头
• 元数据验证，对字节码描述的信息进行语义分析，如 这个类是否继承了final描述的类
• 字节码验证，通过数据流和控制流分析，确定程序语义是合法的，如方法体内的类型转化是否有效

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。这里仅包括类变量，而不是实例变量。如 public static int val = 123;在准备阶段 val的初始值为0，而不是123。

解析

解析阶段是虚拟机讲常量池内的符号引用替换为直接引用。符号引用是用一组符号描述所引用的目标对象，跟内存布局无关；而直接引用可以是指向目标对象的指针、相对偏移量或者一个间接定位的目标的句柄，跟内存布局有关。

解析包括：类或接口的解析、字段解析、类方法解析、接口方法解析等

初始化

初始化阶段是真正执行类中定义的Java字节码，这个阶段是执行类构造器 clinit()方法初始化类变量的阶段，但clinit()并非必需，如果没有静态代码块或者类变量，就可以没有clinit()

双亲委派模型

类加载器

Java虚拟机有两种不同的类加载器：一种是启动类加载器（Bootstrap ClassLoader），这个是使用C++实现的，是虚拟机自身的一部分；另一种是所有其他的类加载器，由Java语言实现，继承自java.lang.ClassLoader。

在Java程序中，比较两个类是否相等，只有在这两个类是有同一个类加载器加载的前提下才有意义。

• 启动类加载器：负责加载JAVA_HOME\lib目录下的，或被-Xbootclasspath参数所指定的类库
• 扩展类加载器：负责加载JAVA_HOME\lib\ext目录中，或被java.ext.dirs系统变量所指定的类库
• 应用程序类加载器：负责加载用户类路径上所指定的类库

双亲委派模型

如图展示的类加载器之前的这种层次关系，成为类加载器的双亲委派模型。双亲委派模型要求除了顶层的启动类加载器外，其余的类加载器必须有自己的父类加载器。

双亲委派模型要求：如果一个类加载器收到了类加载的请求，它首先把请求委派给父类加载器，每个层次的加载器都是如此，只有当父类加载器反馈无法完成这个加载请求，子加载器才会尝试自己去加载。

双亲委派模型并非一个强制性的约束模型，有3次规模是破坏双亲委派模型的

• 引入双亲委派模型时，为了兼容ClassLoader原有的loadClass方法
• 模型自身的缺陷：此模型很好的解决了各个类加载器的基础类的统一问题，越基础的类由越上层的加载器加载，但也有基础类调回用户代码的情况，如JNDI服务，为了解决这个问题，Java语言提供了线程上下文加载器，此加载器可以通过setContextClassLoader进行设置，作为应用程序的加载器
• 用户对程序动态性的追求：如代码热替换