定义

Java虚拟机把描述类的数据从Class文件加载到内存，并对数据进行校验、转换解析和初始化，最终形成可以被虚拟机直接使用的Java类型，这个过程被称作虚拟机的类加载机制。

类的生命周期

AI3AA10A6I@9SRACP3O)D_9.png

加载

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。 Classloader加载一个类并把类型信息保存到方法区后，会创建一个Class对象，存放在堆区的

类加载器

类加载器只负责class文件的加载，是否可以运行交由执行引擎判断。加载的类信息存放在方法区

站在虚拟机角度来看，类的加载器只有两种：一种是引导类加载器，一种是自定义加载器，继承自java.lang.ClassLoader

站在java开发人员的角度则我们一般分为三层

1. 引导类加载器 boostrapClassloader C++实现

这个类加载器负责加载存放在 \lib目录，或者被-Xbootclasspath参数所指定的路径中存放的，而且是Java虚拟机能够识别的类库加载到虚拟机的内存中。

启动类加载器无法被Java程序直接引用，用户在编写自定义类加载器时，如果需要把加载请求委派给引导类加载器去处理，那直接使用null代替即可

2. 扩展类加载器 Extension Class Loader java实现

是在类sun.misc.Launcher$ExtClassLoader 中以Java代码的形式实现的

它负责加载\lib\ext目录中，或者被java.ext.dirs系统变量所指定的路径中所有的类库

3. 系统类加载器 Application Class Loader Java实现默认加载器

sun.misc.Launcher$AppClassLoader来实现

负责加载用户类路径（ClassPath）上所有的类库

双亲委派机制

如果一个类加载器收到了类加载的请求，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把这个请求委派给父类加载器去完成，每一个层次的类加载器都是如此，因此所有的加载请求最终都应该传送到最顶层的启动类加载器中，只有当父加载器反馈自己无法完成这个加载请求（它的搜索范围中没有找到所需的类）时，子加载器才会尝试自己去完成加载。

protected synchronized Class loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException { 
// 首先，检查请求的类是否已经被加载过了 
Class c = findLoadedClass(name); 
if (c == null) {
    try { 
        if (parent != null) { 
            c = parent.loadClass(name, false);
        } else { 
            c = findBootstrapClassOrNull(name); 
        } 
    } catch (ClassNotFoundException e) { 
    // 如果父类加载器抛出ClassNotFoundException 
    // 说明父类加载器无法完成加载请求 
    } 
    if (c == null) {
    // 在父类加载器无法加载时 
    // 再调用本身的findClass方法来进行类加载 
        c = findClass(name); 
    } 
} 
if (resolve) { 
    resolveClass(c); 
}
    return c;
}

模块化下的类加载器

区别：

扩展类加载器被平台类加载器取代
平台类加载器和应用类加载器继承关系发生变化，由继承自URLClassLoader变为BuiltinClassLoader
启动类加载器由Java虚拟机内部和Java类库共同协作实现 尽管有了BootClassLoader，但为了与之前的代码兼容，所以在获取启动类加载器的场景仍返回null

4@B5.png

验证

目的是确保Class文件的字节流中包含的信息符合《Java虚拟机规范》的全部约束要求，保证这些信息被当作代码运行后不会危害虚拟机自身的安全。

文件格式验证
元数据验证
字节码验证
符号引用验证

准备

正式为类中定义的变量（即静态变量，被static修饰的变量）分配内存并设置类变量初始值的阶段

实例变量不会被分配默认值，将会在对象实例化时随着对象一起分配在Java堆中

被final修饰的static变量被视为常量，在编译期就分配了默认值，在准备阶段会显示初始化

解析

解析阶段是Java虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程

符号引用（Symbolic References）：符号引用以一组符号来描述所引用的目标，符号可以是任何形式的字面量，只要使用时能无歧义地定位到目标即可。符号引用与虚拟机实现的内存布局无关，引用的目标并不一定是已经加载到虚拟机内存当中的内容。各种虚拟机实现的内存布局可以各不相同，但是它们能接受的符号引用必须都是一致的，因为符号引用的字面量形式明确定义在《Java虚拟机规范》的Class文件格式中。
直接引用（Direct References）：直接引用是可以直接指向目标的指针、相对偏移量或者是一个能间接定位到目标的句柄。直接引用是和虚拟机实现的内存布局直接相关的，同一个符号引用在不同虚拟机实例上翻译出来的直接引用一般不会相同。如果有了直接引用，那引用的目标必定已经在虚拟机的内存中存在。

《Java虚拟机规范》之中并未规定解析阶段发生的具体时间，所以虚拟机实现可以根据需要来自行判断，到底是在类被加载器加载时就对常量池中的符号引用进行解析，还是等到一个符号引用将要被使用前才去解析它。

初始化

初始化阶段就是执行类构造器clinit()方法的过程。这里的构造器不是指我们说的有参无参构造器（有参无参构造器在虚拟机视角下对应着init方法）

·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，编译器收集的顺序是由语句在源文件中出现的顺序决定的，静态语句块中只能访问到定义在静态语句块之前的变量，定义在它之后的变量，在前面的静态语句块可以赋值，但是不能访问

Java虚拟机会保证在子类的()方法执行前，父类的()方法已经执行完毕

虚拟机保证类的clinit()方法同步加锁

触发初始化的条件

以下六种称为主动引用，其余情况称为被动引用，只有主动引用会触发类的初始化， 加载验证，准备均要在初始化之前完成

1）遇到new、getstatic、putstatic或invokestatic这四条字节码指令时，如果类型
没有进行过初始 化，则需要先触发其初始化阶段。
能够生成这四条指令的典型Java代码场景有： 
·使用new关键字实例化对象的时候。 
·读取或设置一个类型的静态字段（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。 
·调用一个类型的静态方法的时候。 

2）使用java.lang.reflect包的方法对类型进行反射调用的时候，如果类型没有进行过初始化，
则需 要先触发其初始化。

3）当初始化类的时候，如果发现其父类还没有进行过初始化，则需要先触发其父类的初始化。 

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()方法的那个类），虚拟机会先
初始化这个主类。

5）当使用JDK 7新加入的动态语言支持时，如果一个java.lang.invoke.MethodHandle实例最后的
解析结果为REF_getStatic、REF_putStatic、REF_invokeStatic、REF_newInvokeSpecial四种类
型的方法句柄，并且这个方法句柄对应的类没有进行过初始化，则需要先触发其初始化。

6）当一个接口中定义了JDK 8新加入的默认方法（被default关键字修饰的接口方法）时，如果有 这个接口的实现类发生了初始化，那该接口要在其之前被初始化。

例：

通过子类引用父类的静态字段，不会导致子类初始化

SuperClass{
public static int SuperClassValue=10;
}
SubClass extend SuperClass
System.out.println(SubClass.SuperClassValue);不会触发SubClass的初始化

通过数组定义来引用类，不会触发此类的初始化 SuperClass[] sca = new SuperClass[10];不会触发SuperClass的初始化
常量在编译阶段会存入调用类的常量池中，本质上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

SuperClass{
public static final int a=10;
}
System.out.println(SuperClass.a);//不会触发SuperClass的初始化

JVM-类的加载

定义