类的编译

概要来说类的编译可分为以下3步：
1、词法分析和输入到符号表

2、注解处理

3、语义分析和生成字节码

详细过程为：

①源代码文件*.java -> ②词法分析器 -> ③tokens流 ->④ 语法分析器 ->⑤ 语法树/抽象语法树 -> ⑥语义分析器 ->⑦ 注解抽象语法树 ->⑧ 字节码生成器 -> ⑨JVM字节码文件*.class

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类的加载机制

类加载器的分类：

类加载器分类

        说明：①四者为包含关系，不是上层下层，也不是子父类继承关系。②所有派生于classLoader的类加载器都划分为自定义加载器。

虚拟机自带的加载器：

        启动类加载器（引导类加载器 Bootstrap ClassLoader）

1、这个类加载器使用C/C++语言实现，嵌套在JVM内部。

2、它用来加载Java的核心库，用于提供JVM自身所需的类。

3、并不继承Java.lang.classLoader，没有父加载器。

4、加载扩展类和程序类加载器，并指定为他们的父类加载器。

5、Bootstrap启动类只加载java.、javax，sun等开头的包。

        扩展类加载器

1、Java语言编写

2、派生于classLoader类

3、父加载器为启动类加载器

4、从java.ext.dirs系统所指定的目录中加载內库。如用户创建的Jar放在次目录下，也会由扩展类加载器加载

        应用程序类加载器

1、其他同扩展类加载器一样

2、该类为程序中默认的的类加载器

3、通过classLoader#getSystemClassLoader（）方法可以获取到该类加载器。

双亲委派模型：

双亲委派模型的工作过程是：

①如果一个类的加载器收到了类加载器的请求，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是要把这个请求委派给父类加载器去完成。

②每一层次的类加载器都是如此，因此所有的加载请求都应该传送到最顶层的启动类加载器中

③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。

        用一个通俗的例子来说明：女儿每次拿到一个苹果问："妈妈，你吃吗？"，母亲又问外婆：“妈妈，你吃吗？”。外婆对妈妈说：“这个太硬了，你吃吧”。妈妈接着对女儿说：“这个太酸了，你吃吧”，最后女儿就能吃到这个苹果了，即能够自己加载这个类了。

为什么需要自定义加载器？

        1、隔离加载类

        2、修改类加载的方式

        3、扩展加载源

        4、防止源码泄漏

在JVM中表示两个class对象是都为同一类存在的两个必要条件

1、类的完成类名必须一致，包括实名

2、加载这个类的ClassLoader必须相同

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类加载的时机

虚拟机规范中使用了一个很强烈的限定词：“有且仅有” 以下五种场景才会对一个类进行主动引用，触发其初始化的操作。

1.遇到new、getstatic、putstatic、invoiikestatic、这4条字节码指令，如果类没有进行过初始化，则需要先触发其初始化。对应的4个常见场景：使用new实例化对象；读取、设置一个类的静态字段；调用类的静态方法。

2.使用java.lang.reflect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。

3.当初始化一个类的时候，发现其父类没有进行过初始化，则先触发父类的初始化。

4.当虚拟机启动时，虚拟机会先初始化用户指定的主类（main方法所在的类）

5.当使用JDK1.7动态语言支持时，如果MethodHandle实例最后的解析结果的方法句柄对应的类没有进行过初始化，则先触发其初始化（这条不懂）

除了这五种情况以外，所有引用类的方法都不会触发初始化。

注意：

对于静态字段，只有直接定义这个字段的类才会被初始化。

通过数组定义引用类，不会触发此类的初始化

常量在编译阶段会存入调用类的常量池，因此不会触发定义类的初始化

类的生命周期

        如图中所示，加载、验证、准备、初始化和卸载这五个阶段的顺序是确定的，类型的加载过程必须按照这种顺序按部就班的开始，而解析阶段则不一定：它在某些情况下是可以在初始化阶段开始之后开始的，虽然是按部就班的”开始”，但却不是按部就班的“进行”，这些阶段通常是互相交叉的混合使用的，会在一个阶段执行过程中调用、激活另一个阶段。

类加载的过程

加载阶段（Loading）：

        加载阶段既可以使用JVM里面内置的引导类加载器完成，也可以由用户自定义类的类加载器去完成。对于数据类而言，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虚拟机直接在内存中动态构造出来的。

该阶段，Java虚拟机需要完成以下三件事情：

1、通过一个类的全限定名来获取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（反射），作为方法区这个类的各种数据的访问入口。

获取的二进制字节流的来源：

1、从zip压缩包中读取，这很常见，最终成为提后JAR、EAR、WAR格式的基础。

2、从网络中获取，这种场景最典型的应用就是Web Applet。

3、运行时计算生成，这种场景使用的最多的就是动态代理技术。

4、从其他文件生成，典型场景是JSP应用，由JSP文件生成对应的Class文件。

5、从数据库中读取。

6、可以从加密文件中获取。

准备阶段（Preparation）：

        该阶段进行内存分配的仅仅包括类变量，而不包括实例变量（此时还未有对象），实例变量将会在对象实例化时随着对象一起分配在Java堆中。

    例如：public static int value = 123;

在此时变量value在准备阶段过后的初始值为0而不是123。

      但是  public static final int value = 123;

才是加上了final来修饰，编译时Javac将会为value生成ConstantValue属性，在准备阶段虚拟机就会根据ConstantValue的设置将value赋值为123。（常量在编译阶段就分配了）