关键字：加载、连接、初始化
类加载顺序图
在java代码中，类型(class/interface/enum)的加载、连接与初始化过程都是在程序运行期间完成的。
提供了更大的灵活性、增加了更多的可能性。
加载：将已经存在的类的class文件和字节码文件从硬盘通过二进制字节流的方式加载到内存(运行时数据区的方法区)中，用来封装类在方法去内的数。
连接：连接具体为以下三个流程
验证：类文件结构检查、语义检查、字节码验证、二进制兼容性验证(安全验证)；
准备：为类静态变量设置初始值、分配初始内存；
解析：符号引用转成直接引用；解析类和方法、字段。
初始化：对类中静态变量的赋值(为类的静态变量赋予正确的初始值)。
使用：对类的使用
卸载：加载完成的类驻留在内存中；卸载后会将其从内存中剔除掉。
- 我们可以简单将类加载的整个过程缩略为<加载、连接、初始化>。
- 但是实际上，类加载的整个过程为：`加载 -> 连接【验证 -> 准备 -> 解析】 -> 初始化 -> 使用 -> 卸载`。
- 加载、验证、准备、初始化、卸载这5个阶段的顺序是确定的，类的加载顺序必须按照这种顺序按部就班的开始。
- 但是解析阶段则不一定：它在某些情况下可以在初始化阶段之后再开始(为了支持动态绑定)。
`(参考深入理解Java虚拟机P210)`
在如下几种情况下，java虚拟机将结束生命周期：
- 执行了System.exit()方法
- 程序正常执行结束
- 程序在执行过程中遇到了异常或错误而异常终止
- 由于操作系统出现错误而导致Java虚拟机进程终止
类的加载
释义：类的加载指的是将类的.class文件中的二进制数据读入到内存中，将其放在运行时数据区的方法区内。然后在内存中创建一个java.lang.Class对象用来封装类在方法区内的数据结构，并且作为方法区这个类的各种数据的访问入口。
加载.class文件的方式(建议参考深入理解Java虚拟机P214)：
- 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(动态代理)
类的验证
类的验证的内容：
- 类文件的结构检查
- 语义检查
- 字节码验证
- 二进制兼容性的验证
类的准备
在准备阶段，Java虚拟机为类的静态变量分配内存，并设置默认的初始值。
例如：对一下Sample类，在准备阶段，将为int类型的静态变量a分配4个字节的内存空间，并且赋予默认值0，为long类型的静态变量b分配8个字节的内存空间，并且赋予默认值0
public class Sample {
private static int a = 1;
public static long b;
static {
b = 2;
}
...
}
类的初始化
在初始化阶段，Java虚拟机执行类的初始化语句，为类的静态变量赋予初始值。在程序中，静态变量的初始化有两种途径：
- 在静态变量的声明处进行初始化；
- 在静态代码块中进行初始化；
例如：在以下代码中，静态变量a和b都被显示初始化，而静态变量c没有被显示初始化，它将保持默认值0。
public class Sample {
private static int a = 1; // 在静态变量的声明处进行初始化
private static long b;
private static long c;
static {
b = 2; // 在静态代码中进行初始化
}
}
静态变量的声明语句，以及静态代码块都被看作类的初始化语句，Java虚拟机会按照初始化语句在类文件中的先后顺序来依次执行它们。
例如：当以下Sample类被初始化后，它的静态变量a的取值为4。
public class Sample{
static int a = 1;
static { a = 2; }
static { a = 4; }
public static void main(String args[]){
System.out.println("a = " + a); // 打印a = 4
}
}
类的初始化步骤：
- 假如这个类还没有被加载和连接，那就先进性加载和连接；
- 假如类存在直接父类，并且这个父类还没有被初始化，那就先初始化直接父类；
- 加入类中存在初始化语句，那就依次执行这些初始化语句；
类的初始化时机：
只有当程序访问的静态变量或静态方法确实在当前类或当前接口中定义时，才可以认为是对类或接口的主动使用。
调用ClassLoader类的loadClass方法加载一个类的时候，并不是对类的主动使用，不会导致类的初始化。
Java程序对类的使用分类两种：1、主动使用；2、被动使用
所有的Java虚拟机实现必须在每个类或接口被Java程序“首次主动使用”时才初始化它们。
主动使用
- 创建类的实例；
- 访问某个类或接口的静态变量(getstatic)，或者对该变量赋值(setstatic)；
- 调用类的静态方法(invokestatic)；
- 反射(如Class.forName(xx.class))
- 初始化一个子类(主动使用parent父类)
- Java虚拟机启动时被表明为启动类的类(applicationContext)
- JDK1.7开始提供的动态语言支持：java.lang.invoke.MethodHandle实例的解析结果REF_getStatic、REF_putStatic、REF_invoke句柄对应的类没有初始化，则初始化
/**
* 对于静态字段来说，只有直接定义了该字段的类才会被初始化；
* 当一个类在初始化时，要求其父类全部都已经初始化完毕。
* -XX:+TraceClassLoading 用于追踪类加载信息并打印出来
**/
public class MyTest1{
public static void main(String[] args){
// System.out.println(MyChild1.str); // 初始化子类会初始化其所有父类的测试
// 这里，常量存放到了MyTest1类的常量池中，之后MyTest1与MyChild1就没有任何关系了。
// 甚至我们可以将MyChild1的class文件删除。
// 因为常量已经被保存到了MyTest1类的常量池中了。
System.out.println(MyChild1.CONST_1); // 常量的测试
}
}
class MyParent1{
public static String str = "hello world";
statiic {
System.out.println("MyParent1 static block");
}
}
class MyChild1 extends MyParent1{
public static String str2 = "welcome";
public static final String CONST_1 = "test"
static {
System.out.println("MyChild1 static block");
}
}
被动使用
除了以上七种使用方式，其他使用Java类的方式都会被看作是对类的被动使用，都不会导致类的初始化。
特殊情况
数组：
对于数组实例来说，其类型是由JVM在运行期间动态生成的，表示为[Lcom.xx.xx这种形式。动态生成的类型，其父类型就是Object。
对于数组来说，JavaDoc经常将构成数组的元素称为Component，实际上就是将数组降低一个纬度后的类型。
接口：
当一个接口在初始化时，并不要求其父接口都完成初始化
只有在真正使用到父接口的时候(如引用接口中所定义的常量时)，才会被初始化
在编译阶段，常量会被存入到调用这个常量的方法所在的类的常量池中。本质上，调用类并没有直接引用到定义常量的类。因此并不会触发定义常量的类的初始化。
当一个常量的值并非编译期间可以确定的，那么其值就不会被放到调用类的常量池中，这时在程序运行时，会导致主动使用这个常量所在的类，显然会导致这个类的初始化。
当Java虚拟机初始化一个类时，要求它的所有父类都已经被初始化，但是这条规则并不适用于接口。
- 在初始化一个类时，并不会先初始化它所实现的接口；
- 在初始化一个接口时，并不会先初始化它的父接口；
因此，一个父接口并不会因为它的子接口或者实现类的初始化而初始化，只有当程序首次使用特定接口的静态变量时，才会导致该接口的初始化。
类的卸载
当Sample类被加载、连接、初始化后，它的生命周期就开始了。当代表Sample类的Class对象不再被引用，即不可触及时，Class对象就会结束生命周期，Sample类在方法区内的数据也会被卸载，从而结束Sample类的生命周期。
一个类何时结束生命周期，取决于代表它的Class对象何时结束生命周期。
由Java虚拟机自带的类加载器所加载的类，在虚拟机的生命周期中，始终不会被卸载。
前面已经介绍过，Java虚拟机自带的类加载器包括根类加载器、扩展类加载器和系统类加载器。
Java虚拟机本身会始终引用这些类加载器，而这些类加载器则会始终引用它们所加载的类的Class对象，因此这些Class对象始终时可触及的(GCRoot可达)。
由用户自定义的类加载器所加载的类是可以被卸载的。
一个类的实例总是引用代表这个类的Class对象。在Object类中定义了getClass()方法，这个方法返回代表对象所属类的Class对象的引用。此外，所有的Java类都有一个静态属性class，它引用代表这个类的Class对象。
流程总结
加载：把二进制形式的java类型读入java虚拟机中
连接： 将已经读入到内存的类的二进制数据合并到虚拟机的运行环境中去。
验证：...
准备：为类变量分配内存，设置默认值，但是在到达初始化之前，类的变量都没有初始化为真正的初始值。
解析：解析过程就是在类型的常量池中寻找类、接口、字段和方法的符号引用，把这些符号引用替换成直接引用的过程。
初始化：为类变量赋予正确的初始值。
类实例化过程：为新的对象分配内存；为实例变量赋默认值；为实例变量赋正确的初始值。
Java编译器为它编译的每一个类都至少生成一个实例初始化方法，在java的class文件中，这个实例初始化方法被称为“<init>方法”(静态方法为<clinit>方法)。针对源代码中每一个类的构造方法，java编译器都会产生一个<init>方法。
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