一、類的加載過程

JVM將類的加載分為3個步驟：

1、裝載（Load）

2、鏈接（Link）

3、初始化（Initialize）

其中 鏈接（Link）又分3個步驟，如下圖所示：

1)

裝載：查找并加載類的二進制數據（查找和導入Class文件）

加載是類加載過程的第一個階段，在加載階段，虛擬機需要完成以下三件事情：

1、通過一個類的全限定名來獲取其定義的二進制字節流。

2、將這個字節流所代表的靜態存儲結構轉化為方法區的運行時數據結構。

3、在Java堆中生成一個代表這個類的java.lang.Class對象，作為對方法區中這些數據的訪問入口。

相對于類加載的其他階段而言，加載階段（準確地說，是加載階段獲取類的二進制字節流的動作）是可控性最強的階段，因為開發人員既可以使用系統提供的類加載器來完成加載，也可以自定義自己的類加載器來完成加載。

加載階段完成后，虛擬機外部的 二進制字節流就按照虛擬機所需的格式存儲在方法區之中，而且在Java堆中也創建一個java.lang.Class類的對象，這樣便可以通過該對象訪問方法區中的這些數據。

2) 鏈接（分3個步驟）

1、驗證：確保被加載的類的正確性

驗證是連接階段的第一步，這一階段的目的是為了確保Class文件的字節流中包含的信息符合當前虛擬機的要求，并且不會危害虛擬機自身的安全。驗證階段大致會完成4個階段的檢驗動作：

文件格式驗證：驗證字節流是否符合Class文件格式的規范；例如：是否以0xCAFEBABE開頭、主次版本號是否在當前虛擬機的處理范圍之內、常量池中的常量是否有不被支持的類型。

元數據驗證：對字節碼描述的信息進行語義分析（注意：對比javac編譯階段的語義分析），以保證其描述的信息符合Java語言規范的要求；例如：這個類是否有父類，除了java.lang.Object之外。

字節碼驗證：通過數據流和控制流分析，確定程序語義是合法的、符合邏輯的。

符號引用驗證：確保解析動作能正確執行。

驗證階段是非常重要的，但不是必須的，它對程序運行期沒有影響，如果所引用的類經過反復驗證，那么可以考慮采用-Xverifynone參數來關閉大部分的類驗證措施，以縮短虛擬機類加載的時間。

2、準備：為類的靜態變量分配內存，并將其初始化為默認值

準備階段是正式為類變量分配內存并設置類變量初始值的階段，這些內存都將在方法區中分配。對于該階段有以下幾點需要注意：

1、這時候進行內存分配的僅包括類變量（static），而不包括實例變量，實例變量會在對象實例化時隨著對象一塊分配在Java堆中。

2、這里所設置的初始值通常情況下是數據類型默認的零值（如0、0L、null、false等），而不是被在Java代碼中被顯式地賦予的值。

假設一個類變量的定義為：public static int value = 3； 那么變量value在準備階段過后的初始值為0，而不是3，因為這時候尚未開始執行任何Java方法，而把value賦值為3的putstatic指令是在程序編譯后，存放于類構造器<clinit>（）方法之中的，所以把value賦值為3的動作將在初始化階段才會執行。

3、解析：把類中的符號引用轉換為直接引用

解析階段是虛擬機將常量池內的符號引用替換為直接引用的過程，解析動作主要針對類或接口、字段、類方法、接口方法、方法類型、方法句柄和調用限定符7類符號引用進行。符號引用就是一組符號來描述目標，可以是任何字面量。直接引用就是直接指向目標的指針、相對偏移量或一個間接定位到目標的句柄。

3) 初始化：對類的靜態變量，靜態代碼塊執行初始化操作

初始化，為類的靜態變量賦予正確的初始值，JVM負責對類進行初始化，主要對類變量進行初始化。在Java中對類變量進行初始值設定有兩種方式：

①聲明類變量是指定初始值。

②使用靜態代碼塊為類變量指定初始值。

類的初始化

類什么時候才被初始化：

1）創建類的實例，也就是new一個對象

2）訪問某個類或接口的靜態變量，或者對該靜態變量賦值

3）調用類的靜態方法

4）反射（Class.forName('com.lyj.load')）

5）初始化一個類的子類（會首先初始化子類的父類）

6）JVM啟動時標明的啟動類，即文件名和類名相同的那個類 只有這6中情況才會導致類的類的初始化。

類的初始化步驟 / JVM初始化步驟：

1）如果這個類還沒有被加載和鏈接，那先進行加載和鏈接

2）假如這個類存在直接父類，并且這個類還沒有被初始化（注意：在一個類加載器中，類只能初始化一次），那就初始化直接的父類（不適用于接口）

3 ) 假如類中存在初始化語句（如static變量和static塊），那就依次執行這些初始化語句。

類的加載

類的加載指的是將類的.class文件中的二進制數據讀入到內存中，將其放在運行時數據區的方法區內，然后在堆區創建一個這個類的Java.lang.Class對象，用來封裝類在方法區類的對象。

類的加載的最終產品是位于堆區中的Class對象。 Class對象封裝了類在方法區內的數據結構，并且向Java程序員提供了訪問方法區內的數據結構的接口。加載類的方式有以下幾種：

1）從本地系統直接加載

2）通過網絡下載.class文件

3）從zip，jar等歸檔文件中加載.class文件

4）從專有數據庫中提取.class文件

5）將Java源文件動態編譯為.class文件（服務器）

6）命令行啟動應用時候由JVM初始化加載

7）通過Class.forName()方法動態加載

8）通過ClassLoader.loadClass()方法動態加載

加載器

JVM的類加載是通過ClassLoader及其子類來完成的，類的層次關系和加載順序可以由下圖來描述：

1）Bootstrap ClassLoader負責加載$JAVA_HOME中 jre/lib/rt.jar 里所有的class或Xbootclassoath選項指定的jar包。由C++實現，不是ClassLoader子類。

2）Extension ClassLoader負責加載java平臺中擴展功能的一些jar包，包括$JAVA_HOME中jre/lib/*.jar 或 -Djava.ext.dirs指定目錄下的jar包。

3）App ClassLoader負責加載classpath中指定的jar包及 Djava.class.path 所指定目錄下的類和jar包。

4）Custom ClassLoader通過java.lang.ClassLoader的子類自定義加載class，屬于應用程序根據自身需要自定義的ClassLoader，如tomcat、jboss都會根據j2ee規范自行實現ClassLoader。

加載過程中會先檢查類是否被已加載，檢查順序是自底向上，從Custom ClassLoader到BootStrap ClassLoader逐層檢查，只要某個classloader已加載，就視為已加載此類，保證此類只所有ClassLoader加載一次。而加載的順序是自頂向下，也就是由上層來逐層嘗試加載此類。

結束生命周期

在如下幾種情況下，Java虛擬機將結束生命周期

1、執行了System.exit()方法

2、程序正常執行結束

3、程序在執行過程中遇到了異常或錯誤而異常終止

4、由于操作系統出現錯誤而導致Java虛擬機進程終止

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