写在前面

关于Java类加载机制一至有没办法说的痛苦。因为当初我在学习这方面的内容时，多多少少有一些懵逼，所以这次的文章，将尽可能的把概念性的东西转化成容易理解的内容，所以希望各位看到文章的童鞋可以有所收获~

正文开始

第一步，先让咱们看一段代码：

public class Main {
    static{
        System.out.println("我是静态代码块");
    }
    
    {
        System.out.println("我是实例代码块");
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        Main main1=new Main();
        Main main2=new Main();
    }
}

各位小伙伴，这段代码run起来之后会是什么样的结构？这里就不卖关子了，直接贴结果。

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OK，如果小伙伴们，知道这个结果，并且也理解这个结果，那么接下来的内容就可以跳过啦。如果有疑问的话，那就让我们带着这个答案，往下看，内容很少，。重在理解~

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Java类加载机制

先看一下概念

虚拟机把描述类的数据从class文件加载到内存，并对数据进行校验、转换解析和初始化，最终形成可以被虚拟机直接使用的Java类型，这就是虚拟机的类加载机制。（来源《深入理解Java虚拟机.第二版》以下简称为深入JVM）

概念总是枯燥的，让我们开始对这个概念进行一些便于理解的分析和梳理。

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梳理

1、加载

首先是加载阶段：此阶段是Java将字节码（.class文件）数据从不同的数据源（我们的jar文件、class 文件，甚至是网络数据源等；只要结构正确即可）读取到JVM中，并映射为JVM认可的数据结构(Class 对象，可以理解成就是java.lang.Class) 。
按照《深入JVM》的描述，这个过程有三步（有部分用词的加工）：

• 1、通过一个类的全限定名来获取定义此类的二进制字节流。（也就是先通过路径找到这个类的.class文件）
• 2、将这个.class字节流所代表的的代码结构转化为方法区的运行时数据结构。（可以理解为此时已经在虚拟机中成了能够被识别的代码结构）
• 3、在内存生成能够代表这个类的java.lang.Class对象，作为方法区这个类的各种数据的入口。（这里很不好理解，我对此的理解是：虽然代码结构已经存在，但是我们没有办法直接去使用。因此这里抽象出了java.lang.Class对象作为方位.class文件字节码的接口。）

在这里，我曾经有些疑惑那就是字节码和二进制文件。其实都是.class文件，我们简单编译一下上述的Main.java

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首先我们移动到Main所在的目录，编译并查看.class的字节码。

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ok，这是字节码，如果我们使用一些文本编辑器，比如Sublime，我们看到就是二进制形式的文件内容：

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Tips：加载阶段，我们可以自定义类加载器，去实现自己的类加载过程。

2、连接

连接和加载过程是交叉进行的，也就是说加载阶段没有完成，连接阶段可能就已经开始了。

第二阶段是连接 ，这是核心的步骤，简单说是把原始的类定义信息平滑地转化入JVM运行的过程中。这里可进一步细分为三个步骤:

• 1、验证 ：这是虚拟机安全的重要保障，JVM 需要核验字节信息是符合Java虚拟机规范的，验证阶段有可能触发更多class的加载。
• 2、准备：创建类或接口中的静态变量,并初始化静态变量的初始值。这里的初始化重点在于分配所需要的内存空间，不会进行赋值，也就是说这里初始化的值是默认值，比如public static int value = 666，此时的value等于0，而非666。而真正的赋值操作在初始化阶段。
• 3、解析：在这一步会将常量池中的符号引用(symbolic reference)替换为直接引用。这段很短的文字我理解了很久，因为它包含了大量的概念：常量池、符号引用、直接引用。接下来逐条解释：

常量池：常量池里除了String对象，final类型的常量，还有符号引用。
符号引用：用于描述字节码文件中各字段，各方法、各接口等。我是这么理解的：如果字段、方法都是想象想要旅游的游客的话，那么符号引用就是旅游公司，但是旅游公司只负责收钱组织游客，他们不负责真正带游客出去玩，真正带他们去玩的是导游（直接引用）。也就是说符号引用就是一个能够代表所有字段、方法的这么一个角色。
直接引用：直接引用想到于能够找到对应内存地址的角色，也就是上述例子中的导游。

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PS：不知道这么解释能不能理解解析的过程，如果还是迷糊，可以查看知乎大佬对此的专业回答：https://www.zhihu.com/question/30300585

3、初始化

最后是初始化阶段 , 这一步开始执行静态字段赋值的动作，静态初始化块内的逻辑，编译器在编译阶段就已经把该执行的代码逻辑整理好了，这里需要注意的是：父类的初始化逻辑优先于子类的逻辑。

这里有一个细节需要注意：静态代码块中只能访问到定义在静态代码块之前的变量。如果此静态变量在静态代码块后边，那么静态代码块里只能对其赋值，不可访问：

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加载结束

一直走到这，我们的类正式加载完毕，也是生成了我们对应的Class对象。但是请留意,这里还没有涉及到类的实例化，也就是说此时还没有开始new操作。

当执行new的时候，而且类已经经历过加载，那么才会执行对应的实例化，比如分配内存，执行代码块，构造方法之类的（如果有父类要先对应执行这些内容）。

触发类加载的操作

• new关键字；get/set一个static变量（final、在编译期进入常量池的静态字段除外）；调用static方法。
• 使用反射，如果此类没有被加载会先进行加载操作。
• main方法对应的类，会在JVM启动是加载。
• 使用一些动态代理方式时。

双亲委派机制

关于双亲委派机制，MDove的文章说的简单明了，其实就是一张图：

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用《深入JVM》的话，解释一下：
双亲委派模型的工作过程：如果一个类加载器收到了一个类的加载请求时，首先它不会自己去尝试加载这个类，而是把这个请求委派给父类加载器去完成，每一个层级的类加载器都是如此。因此所有的加载请求最终都应该传送到顶层的启动类加载器中，只有当父加载器反馈自己无法完成这个加载请求时，子加载器才会尝试自己去加载。

尾声

关于类加载的的梳理，到此就结束了，不知道各位小伙伴们有没有理解呢？如果小伙伴们有自己的理解，或者文中有不当之处，欢迎评论区留言~此致敬礼！

我是一个应届生，最近和朋友们维护了一个公众号，内容是我们在从应届生过渡到开发这一路所踩过的坑，已经我们一步步学习的记录，如果感兴趣的朋友可以关注一下，一同加油~

个人公众号：IT面试填坑小分队