一般分为 加载——连接——初始化三个步骤,连接又可以分为 验证——准备——解析三个步骤,所以流程大概如下所示:
加载阶段
第一步,根据类的全限定名,生成一个二进制的字节码流。
第二步,根据二进制字节码流,将class文件中的静态存储结构转化为运行时数据存储结构(例如:静态常量池——>运行时常量池)。
第三步,在内存中生成一个Class对象,作为方法区中的这个类数据的访问入口。
加载.class文件的方式
- 从本地系统中直接加载
- 通过网络下载.class文件
- 从zip,jar等归档文件中加载.class文件
- 从专有数据库中提取.class文件
- 将Java源文件动态编译为.class文件
连接阶段
1.验证
- 首先是验证字节流是否符合Class文件的规范,如:是否以模数0xCAFEBABE开头、主次版本号是否在当前虚拟机处理范围内等等。
- 元数据验证:对字节码描述的信息进行语义分析,以保证其描述的信息符合Java语言规范的要求;如:这个类是否有父类,是否实现了父类的抽象方法,是否重写了父类的final方法,是否继承了被final修饰的类等等。
- 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、符合逻辑的,如:操作数栈的数据类型与指令代码序列能配合工作,保证方法中的类型转换有效等等。
- 符号引用验证:确保解析动作能正确执行;如:通过符合引用能找到对应的类和方法,符号引用中类、属性、方法的访问性是否能被当前类访问等等。
2.准备
为类变量分配内存并设置类变量初始值,这些内存都将在方法区中分配。对于该阶段有以下几点需要注意:
- 只对static修饰的静态变量进行内存分配、赋默认值(如0、0L、null、false等)。
- 对final的静态字面值常量直接赋初值(赋初值不是赋默认值,如果不是字面值静态常量,那么会和静态变量一样赋默认值)。
3.解析
将常量池中的符号引用替换为直接引用(内存地址)的过程
符号引用就是一组符号来描述目标,可以是任何字面量。属于编译原理方面的概念如:包括类和接口的全限定名、字段的名称和描述符、方法的名称和描述符。
直接引用就是直接指向目标的指针、相对偏移量或一个间接定位到目标的句柄。如指向方法区某个类的一个指针。
假设:一个类有一个静态变量,该静态变量是一个自定义的类型,那么经过解析后,该静态变量将是一个指针,指向该类在方法区的内存地址。
4.初始化
初始化是类加载的最后一步,也是真正执行类中定义的 Java 程序代码(字节码),初始化阶段是执行类构造器 <clinit>() 方法的过程。