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关键词：类的装载、****类生命周期、类加载过程、****类装载器、双亲委派模型
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一、什么类的装载
在很多其他文章或书中，一般都用“加载”这个词语，在这里我们用“**装载**”进行区分，以更好地加强理解；
在这里，装载为表示JVM读取class文件二进制数据并生成Class对象的过程
所谓**装载类**，就是JVM将类的.class文件中二进制数据读取到内存（运行时数据区的方法区）中，并在内存（堆区）中创建java.lang.Class对象的过程。其中，**堆区的Class对象**是封装了类在方法区内的数据结构，向java程序员提供了操作方法区内数据结构的接口，为**类装载的最终产物**。
**装载类的时机**：一个类的装载，**并不需要等到该类被使用时才被装载**，JVM允许类装载器预先装载可能将要被使用的类；且在预加载过程中若.class文件缺失或错误，类装载器并非一定会报告错误，只有该类被程序主动使用时才会报告错误（LinkageError）。
**装载类的途径**：本地系统中的.class文件、网络中下载的.class文件、zip/jar等归档文件中加载的.class文件、专有数据库中提取的.class文件、java源文件动态编译生成的.class文件
注意：
确切地说，上述描述的所谓类的装载（常常也会被称做加载）只是**类生命周期整个类加载过程（因此，为了与类生命周期的全部过程-加载过程进行区分，本文称之为“装载”）**中的**第一个阶段**，也即是**获取类的二进制字节流的一个动作**，称之为加载阶段；；
注意区分用词“类的装载阶段与类的加载过程”！！
二、类生命周期
**类生命周期**，也即**类的加载过程**包括**装载(也有称为加载阶段，以便与整个加载过程进行区分！)、验证、准备、解析、初始化**五个阶段；
其中，**装载阶段、验证、准备、初始化**这四个阶段开始的顺序是确定的(注意，这里**并不是说按顺序进行或完成**，仅是说开始的顺序，通常**进行是交叉混合的**也即在一个阶段的执行过程中调用或激活另一个阶段)；而**解析，则可以是在初始化阶段之后才开始，这是为了支持java的动态绑定(运行时绑定)**
**1、装载阶段**
也即前文第一部分中所描述的过程，简言之“**查找并读取类的二进制数据到内存静态方法区，并在内存堆区中创建Class对象**”；JVM主要完成三件事情：
- 读取二进制字节流数据（by 类的全限定名）
- 将字节流所代表的静态存储结构转化为运行时数据结构(->静态方法区)
- 生成Class对象(->堆区)
PS：开发人员可以使用系统提供的类装载器完成装载，也可以自定义类装载器完成装载（一般就只是自定义一个类文件二进制数据的读取功能，如对网络传输中加密的类文件），确切地说是自定义类装载中的读取方法！
**2、连接阶段（验证、准备、解析）**
**（1）验证：**确保二进制字节流数据**符合JVM要求**，不会存在危害JVM虚拟机的**安全问题**
主要完成四个检验动作，验证**文件格式**（class文件格式规范）、验证**元数据**（字节码描述的信息是否符合java语言规范）、验证**字节码**（程序语义是否合法、符合逻辑）、验证**符号引用**（确保后续解析动作能够正确执行）
验证阶段非常重要，但不是必须的，可通过**-Xverifynone参数关闭验证以缩短类加载时间**
**（2）准备：**在**方法区内为类变量(静态变量)分配内存，并设置初始值**！注意：
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仅是类变量，而非实例变量（实例变量为对象实例化与对象一起在堆内存中分配）
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初始值****通常是变量所属数据类型默认的零值(0、0L、null、false等)，而非java代码中显示赋予的值
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如果是静态常量(final和static修饰），也即该类字段的字段属性表中存在ConstantValue属性，那么就会被初始化为ConstantValue属性所指定的值（因此，静态常量在声明时必须显示地赋值，否则编译无法时不能通过 => 编译时：基本数据类型的类变量和全局变量可以不显示赋值，局部变量必须显示地为其赋值），也即static final常量在编译期就将其结果放入了调用它的类的常量池中
（3）解析：将常量池中的符号引用替换为直接引用的过程
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该动作主要针对类或接口、字段、类方法、接口方法、方法类型、方法句柄、调用点限定符这7类符号引用进行
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符号引用：一组描述目标的符号，可以是任意字面量
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直接引用：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
3、初始化阶段
为类变量赋予正确的初始值（声明时指定初始值；或在静态代码块中为其指定赋值）
初始化时机：类被主动使用时，才会执行初始化动作，如：
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创建类的实例时（new）
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访问某个类或接口的静态变量，或对该静态变量赋值时
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调用某个类的静态方法时
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反射
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初始化某个类时，其父类也会被初始化
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JVM启动时被标明为启动类的类（如Test类），或直接使用java.exe命令运行的某主类
类初始化的步骤：
（1）、若该类还没被加载和连接，则先加载该类
（2）、若该类的直接父类还没被初始化，则先初始化父类
（3）、若该类中有初始化语句，则依次执行该类的初始化语句
其中，1、2、3属于类的加载过程
4、使用 - 卸载 - 结束生命周期
三、类装载器（--对应二的1-加载阶段）
**java的父类加载器并不是通过继承关系实现的，而是通过组合实现的**
** 对于Hotspot虚拟机而言，类加载器分两类：**
（1）启动类加载器（C++实现，其他虚拟机也有是Java实现的），为虚拟机的一部分；
（2）所有其他的类加载器（Java实现），独立于虚拟机之外且全部继承于抽象类ClassLoader，均由启动类加载器加载到内存中之后才能去加载其他的类
** 对于javaer而言，类加载器分三类：**
（1）启动类加载器Bootstrap ClassLoader：由C++实现（Hotspot），负责加载路径$JAVA_HOME\jre\lib或被-Xbootclasspath参数指定的路径，并且能被虚拟机识别的类库（如rt.jar，包java.下的所有类*）；启动类加载器无法被java程序直接引用。
（2）扩展类加载器ExtClassLoader：由sun.misc.LauncherJAVA_HOME\jre\lib\ext或被java.ext.dirs系统变量指定的路径中的所有类库（包javax.下的所有类*）；可以直接使用扩展类加载器。
（3）应用类加载器AppClassLoader：又sun.misc.Launcher$AppClassLoader实现，负责加载用户路径（ClassPath）所指定的类；可以直接使用应用类加载器，默认的类加载器
=>自定义类加载器：一般都是通过继承ClassLoader类，重写findClass方法，其核心是对字节码文件的获取
在执行非置信代码之前，对类的数字签名进行自动验证；
动态创建需要的定制化构建类；
特定的Class二进制文件源加载的，如网络或数据库等
四、类装载机制（--对应二的1-装载载阶段）
1、**父类委托 \- 双亲委派模型**：接收到类加载请求的类加载器，首先自己不会去尝试加载该类而是将请求委托给父加载器去完成，依次向上；因此，所有类加载请求最终都会被传递到顶层的启动类加载器中，若父加载器在其加载路径中找不到所需要的类，子加载器才会尝试从自己的类路径中去加载该类。
注：其实所谓的双亲模型，指的就是在加载类的时候要**先经过父类的判断是否存在**。
2、**全盘负责：**当一个类加载器负责某个类Class的加载时，那么该Class所依赖的和引用的其他Class也将由该类加载器负责加载（除非被显示地使用另一个类加载器加载）【？全盘负责仍然是基于父类委托的，也即如果该类加载器需要加载Class所依赖的ClassA那么也是先基于父类委托先通过父类判断是否已经加载ClassA，然后再决定是否由该类加载器去加载的】
3、**缓存机制：**也即，**所有被加载过的Class都会被缓存；当程序需要使用某个Class时，则类加载器先从缓存区去寻找**，若缓存区中不存在才会去读取二进制数据并将其转换成Class对象且存入缓存中（=> 因此，java程序修改了一个Class，必须重启JVM，修改才会生效！）
五、双亲委派模型（--对应二的1-装载阶段）
也即第四部分中的父类委托
双亲委派模型的过程：
当AppClassLoader加载一个ClassA时，会先把该类的加载请求委派给父类加载器ExtClassLoader；
当ExtClassLoader收到需要加载的ClassA时，会先把该类的加载请求委派给父类加载BoostrapClassLoader；
当BoostrapClassLoader收到需要加载的ClassA时，如果在$JAVA_HOME/jre/lib下未找到ClassA即加载失败，则会使用ExtClassLoader去加载；
若ExtClassLoader也加载失败，则会使用AppClassLoader加载（仍然加载失败，则抛ClassNotFoundException异常）。
双亲委派模型的意义：
重复问题：防止内存中出现多份同样的字节码
**安全问题：**保护核心类库能够被Bootstrap和Ext所加载，以防止出现自定义核心类库被App加载而覆盖了掉真正的库，保证java程序安全稳定运行。
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