类加载的时机
类从被加载到虚拟机内存中开始，到卸载出内存为止，它的整个生命周期包括：
加载——验证——准备——解析——初始化——使用——卸载
7个阶段。其中“验证——准备——解析”统称为连接
其中，加载，验证，准备，初始化和卸载这5个阶段的顺序是确定的，类的加载过程必须按照这种顺序按部就班地开始，而解析阶段不一定：
它在某些情况下可以在初始化阶段之后再开始，这是为了支持Java的运行时绑定。在这期间，这些阶段往往是互相交叉混合进行的。
在JVM中并没有严格规定什么时候开始类加载，但是对于初始化阶段，JVM严格规定了只有以下5中情况必须对类进行初始化：
- 遇到new，getstatic，putstatic，或者invokestatic这4条字节码 指令的时候，如果类没有进行过初始化，那么就需要先触发其初始化操作。
一般生成这4条指令最常见的Java代码场景是：- 使用new关键字实例化对象的时候
- 读取或设置一个类的静态字段（被final修饰，已经在编译期把结果放入常量池的静态字段除外）
- 调用一个类的静态方法的时候
- 使用java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用的时候，如果类没有进行过初始化，则需要先触发其初始化。
- 当初始化一个类的时候，如果发现它的父类还没有进行过初始化，则需要先触发其父类的初始化。
- 当虚拟机启动时，用户需要指定一个要执行的主类（包涵main()方法的那个类），虚拟机会先初始化这个主类。
- 当使用JDK1.7的动态语言支持的时候，如果一个java.lang.invoke.MethodHandle实例最后的解析结果是REF_getStatic，REF_putStatic，REF_invokeStatic的方法句柄，并且这个方法句柄所对应的类没有进行过初始化，则需要先触发其初始化。
类加载的过程
加载
加载是类加载过程的一个阶段。在加载阶段，虚拟机需要完成以下3件事情：
- 通过一个类的全限定名来获取定义此类的二进制字节流。
- 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。
- 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。
虚拟机规范的这3点要求其实并不算具体，因此虚拟机实现与具体应用的灵活度都是相当大的。
例如：
- 可以从zip包中获取，比如说Jar包。
- 从网络中获取，最典型的场景就是Applet
- 运行时计算生成，比如说动态代理技术
- 由其他文件生成，比如说JSP
- 从数据库中读取
相对于类加载过程的其他阶段，一个非数组类的加载阶段（准确的说，是加载阶段中获取类的二进制字节流的动作）是开发人员可控性最强的，因为加载阶段既可以使用系统提供的引导类加载器来完成，也可以由用户自定义的类加载器去完成。
对于数组类而言，情况就有所不同，数组类本身不通过类加载器创建，它是由Java虚拟机直接创建的。但数组类与类加载器仍然有很密切的关系，因为数组的元素类型最终是要靠类加载器去创建的。
一个数组类的创建过程就遵循以下的规则：
- 如果数组组件类型是引用类型，那就递归采用加载过程去加载。数组将在加载该组件类型的类加载器的类名称空间上被标识
- 如果数组的组件类型不是引用类型（比如说int[]数组），Java虚拟机将会把数组标记为与引导类加载器关联。
- 数组类的可见性与它的组件类型的可见性一致，如果组件类型不是引用类型，那数组类的可见性将默认为public。
加载阶段完成后，虚拟机外部的二进制字节流就按照虚拟机所需的格式存储在方法区之中，方法区中的数据存储格式由虚拟机实现自行定义，虚拟机规范未规定此区域的具体数据结构。然后在内存中实例化一个java.lang.Class类的对象。
加载阶段与连接阶段的部分内容，是交叉进行的，加载阶段尚未完成，连接阶段可能已经开始，但这些夹在加载阶段进行的动作，仍然属于连接阶段的内容，这两个阶段的开始时间仍然保持着固定的先后顺序。
连接
验证
验证是连接阶段的第一步。这一阶段的目的是为了确保Class文件的字节流中包含的信息符合当前虚拟机的要求，并且不会危害虚拟机自身的安全。
Java语言本身无法做到访问到数组边界以外的数据，将一个对象转型为它并未实现的类型，跳转到不存在的代码行之类的事情。但是Class文件并不一定是由Java源码编译而来，可以使用任何途径来产生。甚至包括用十六进制编辑器直接编写来产生Class文件。所以如果JVM不检查输入的字节流，对其完全信任的话，很可能会因为载入了有害的字节流而导致系统崩溃。
-
文件格式验证
第一阶段要验证字节流是否符合Class文件格式的规范，并且能被当前版本的虚拟机处理。
该阶段验证的主要目的是保证输入的字节流能正确地解析并存储于方法区之内，格式上符合描述一个Java类型信息的要求。这阶段的验证是基于二进制字节流进行的，只有通过了这个阶段的验证后，字节流才会进入内存的方法区中进行存储，所以后面3个验证阶段全部是基于方法区的存储结构进行的，不会再直接操作字节流。 -
元数据验证
第二阶段是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。
这个阶段的主要目的是对类的元数据进行语义校验，保证不存在不符合Java语言规范的元数据信息。 -
字节码验证
第三阶段是整个验证过程当中最复杂的一个阶段，主要目的是通过数据流和控制流分析，确定语义是合法的、符合逻辑的。在第二阶段对元数据信息中的数据类型进行完校验后，这个阶段将对类的方法体进行校验分析。保证被校验类的方法在运行时不会做出危害虚拟机安全的事件。 -
符号引用验证
最后一个阶段的校验发生在虚拟机将符号引用转化为直接引用的时候，这个转化动作将在连接的第三阶段——解析阶段中发生。符号引用可以看做是对类自身以外（常量池中的各种符号引用的信息进行匹配性校验）。
符号引用验证的目的是确保解析动作能正常执行。
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。
- 这个时候进行内存分配的仅包括类变量，而不包括实例变量。
- 初始值通常情况下是这个数据类型的0值
public static int value = 123;
在这种情况下，value在准备阶段过后的初始值是0而不是123，因为这个时候还没有执行任何Java方法，把value赋值为123的指令是在程序编译后
但是如果是下面这个情况，在准备阶段value就会被初始化为ConstantValue属性所指定的值
public static final int value = 123;
解析
解析阶段是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：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，只要使用的时候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已经加载到内存中。
直接引用：直接引用可以是直接指向目标的指针、相对偏移量
网友评论