写在前面

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解答

JVM加载java类就是将字节流(如.class文件，网络传输的字节流)文件加入到内存中的过程，分为以下三步：加载、链接、初始化
1. 加载是指查找字节流，并且据此创建类的过程。加载需要借助类加载器，在 Java 虚拟机中，类加载器使用了双亲委派模型，即接收到加载请求时，会先将请求转发给父类加载器。
2. 链接，是指将创建成的类合并至 Java 虚拟机中，使之能够执行的过程。链接还分验证、准备和解析三个阶段。其中，解析阶段为非必须的。
3. 初始化，则是为标记为常量值的字段赋值，以及执行 <clinit> 方法的过程。
类的初始化仅会被执行一次，这个特性被用来实现单例的延迟初始化。

补充

加载

Java 将字节码数据从不同的数据源读取到 JVM 中，并映射为 JVM 认可的数据结构（Class 对象）。

这里的数据源可能是各种各样的形态，如 jar 文件、class 文件，甚至是网络数据源等；

如果输入数据不是 ClassFile 的结构，则会抛出 ClassFormatError。

加载规则

双亲委派机制

详情请见我的另一篇博客——双亲委派模型是什么？

类的唯一性

类加载器名称+类全限定名称

链接

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。

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，否则就被认为是 VerifyError，这样就防止了恶意信息或者不合规的信息危害 JVM 的运行，验证阶段有可能触发更多 class 的加载。

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。

但这里的“初始化”和下面的显式初始化阶段是有区别的，侧重点在于分配所需要的内存空间，不会去执行更进一步的 JVM 指令。

解析

将符号引用解析为实际引用，符号引用是在编译阶段由编译器生成，包含目标方法所在类的名字、目标方法的名字、接收参数类型以及返回值类型

初始化

这一步真正去执行类初始化的代码逻辑，包括

静态字段赋值的动作
执行类定义中的静态初始化块内的逻辑

编译器在编译阶段就会把这部分逻辑整理好，父类型的初始化逻辑优先于当前类型的逻辑。

具体来说就是为标记为常量值的字段(基本类型或字符串且被修饰为final)赋值，以及执行方法(其他赋值操作和静态代码块)。

类的初始化过程是线程安全的，并且只能被初始化一次。jvm会通过加锁来保证方法仅被执行一次。

初始化的时机

对一个类的主动引用

被动引用并不会引发类的初始化，如引用类的静态常量，引用父类的静态字段不会初始化子类，数组定义来引用类不会导致初始化。

JDK9

在 JDK 9 中，由于 Jigsaw 项目引入了 Java 平台模块化系统（JPMS），Java SE 的源代码被划分为一系列模块。

平台类加载器（Platform Class-Loader）

扩展类加载器被重命名为平台类加载器（Platform Class-Loader），而且 extension 机制则被移除。
也就意味着，如果我们指定 java.ext.dirs 环境变量，或者 lib/ext 目录存在，JVM 将直接返回错误！
建议解决办法就是将其放入 classpath 里。
部分不需要 AllPermission 的 Java 基础模块，被降级到平台类加载器中，相应的权限也被更精细粒度地限制起来。
rt.jar 和 tools.jar 同样是被移除了！ JDK 的核心类库以及相关资源，被存储在 jimage 文件中，并通过新的 JRT 文件系统访问，而不是原有的 JAR 文件系统。
虽然看起来很惊人，但幸好对于大部分软件的兼容性影响，其实是有限的，更直接地影响是 IDE 等软件，通常只要升级到新版本就可以了。
增加了 Layer 的抽象， JVM 启动默认创建 BootLayer，开发者也可以自己去定义和实例化 Layer，可以更加方便的实现类似容器一般的逻辑抽象。

结合了 Layer，目前的 JVM 内部结构就变成了下面的层次，内建类加载器都在 BootLayer 中，其他 Layer 内部有自定义的类加载器，不同版本模块可以同时工作在不同的 Layer。

Java平台模块化系统