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前言

类加载的生命周期：加载（Loading）、验证（Verification）、准备（PreParation）、解析(Resolution)、初始化、使用、销毁，其中验证，准备，解析又叫做连接，解析有点特殊，某种特定情况下，解析是在初始化之后执行的。

一、加载

1.什么时候类开始加载？

什么时候类开始加载，java虚拟机规范中并没有强制约束，是虚拟机根据具体情况实现来自由把握的。但是对于初始化，虚拟机则严格规定了5中情况（没有初始化时）必须对类进行初始化（而加载，验证，准备自然需要在此之前进行）：

• 当遇到new、getstatic、putstatic或invokestaic这四条字节码指令时。
• 当使用java.lang.reflect包的方法对类进行反射的时候。
• 当初始化一个类时，发现其父类没有初始化，则需要先触发其父类的初始化。
• 当虚拟机启动时，用户需要指定一个执行的主类，虚拟机会选初始化这个主类。
• 当使用jdk1.7的动态语言支持时，如果一个java.lang.invoke.MethodHandle实例最后解析结果REF_getStatic、REF_putStatic、REF_invokeStatic的方法句柄，如果这个句柄对应类没有初始化，则需要先触发初始化。

2.加载过程中虚拟机执行的操作

通过类型全限定名来获取这个类的二进制字节流
将这个字节流代表的静态存储结构转换成方法区的运行时数据结构
在内存中生成一个代表这个类的Class文件，作为方法区这个类的数据访问入口。

3.程序员如何操作加载

加载这个阶段相比其他阶段来说，是开发人员可控性最强的阶段。因为这个阶段既能使用系统提供的类加载器加载，又能通过开发人员自定义的类加载器进行加载。

4.什么是类加载器

虚拟机设计团队将加载动作放到了Java虚拟机外部去实现，以便让应用程序自己决定如何去获取所需要的类。实现这个动作的代码模块称之为“类加载器”。

5.系统提供的3种类加载器

5.1.启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）

负责将存放在<JAVA_HOME>\lib目录中，或者被-Xbootclasspath参数所指定的路径中的，并且是虚拟机识别的类库加载到虚拟机内存中。（注：仅按照文件名识别，如rt.jar，名字不符合的类库即使放在lib目录中也不会被加载）

5.2.扩展类加载器（Extension ClassLoader）

负责加载<JAVA_HOME>\lib\ext目录中的，或被java.ext.dirs系统变量所指定的路径中的所有类库，开发者可以直接使用扩展类加载器。

5.3.应用程序类加载器（Application ClassLoader）

负责加载用户路径（ClassPath)上所指定的类库，开发者可以直接使用这个类加载器，一般情况下该类加载是程序中默认的类加载器。

5.4.加载顺序如下

6.双亲委派模型

如上图展示的类加载器之间的这种层次关系就是双亲委派模型。双亲委派模型要求除了顶层的启动类加载器外，其他的类加载器都应有自己的父类加载器。

6.1.双亲委派原则的好处：

避免重复加载同一个类；
防止用户任意修改java中的类；

6.2.双亲委派：

如果一个类加载器收到类加载的请求，他首先不会自己去尝试加载这个类，而是把请求委派给父类加载器去完成，每一层次的类加载器都是这样，因此所有的加载请求最终都应该传送到底层的启动类加载器中，只有当父类加载器反馈自己无法完成这个加载请求时（在它的加载路径下没有找到所需加载的Class），子类加载器才会尝试去加载。加载过程如下：

7.自定义类加载器

• 如果我们自定义的加载器不想破坏双亲委派，继承 java.lang.ClassLoader 类并重写 findClass 方法。
• 如果使用我们自定义的加载器破坏双亲委派，继承 ava.lang.ClassLoader
  类并重写loadClass(java.lang.String) 方法。

二、验证

验证主要有四个阶段：文件格式验证，元数据验证，字节码验证和符号验证

1.文件格式验证

这一阶段要验证字节流是否符合Class文件格式的规范，并且能被当前版本的虚拟机处理，主要包括魔数、版本号、常量池等验证。

2.元数据验证

这个阶段是对字节码描述的信息进行语义分析，以保证其描述的信息符合java语言规范的要求。主要包括是否有父类，类中的字段、方法是否与父类冲突，如果不是抽象类，是否实现了其父类或接口中要求实现的所有方法等；

3.元数据验证

这个阶段是在元数据验证之后，对类的方法体进行校验分析，保证被校验类的方法在运行时不会做出危害虚拟机的安全事件，主要目的是通过数据流和控制流分析，确定程序语义是合法的、符合逻辑的。也是验证过程最复杂的一个阶段。

4.符号引用验证

这个阶段的校验发生在虚拟机将符号引用转化为直接引用的时候。是对类自身以外的信息进行匹配性校验。主要目的是确保解析动作能正常执行。

三、准备

准备阶段是为类变量分配内存和类变量初始值的阶段。分配这些内存是在方法区内进行的。

• 只有类变量（被static修饰的变量）会分配内存，不包括实例变量，实例变量是在对象实例化的时候在堆中分配内存的。
• 设置类变量的初始值是数量类型对应的默认值，而不是代码中设置的默认值。例如public static int number=111,这类变量number在准备阶段之后的初始值是0而不是111。而给number赋值为111是在初始化阶段。
  

三、解析

解析阶段是虚拟机将常量池里内的符号引用转换为直接引用。解析动作主要针对类或接口、字段、类方法、接口方法、方法类型、方法句柄和调用点限定符等7类符号引用进行的。

1.符号引用

以一组符号来描述所有引用的目标，符号可以是任何形式的字面量，只要使用时能正确定义到目标即可。

2.直接引用

可以是直接指向目标的指针、相对偏移量或是一个能间接定位到目标的句柄。

四、初始化

这个是类加载的最后一步，这个阶段我们可以根据自身需求给类变量初始化赋值。