jvm類加載的過程

一個類從加載到虛擬機到使用結束從虛擬機卸載包括了加載、驗證、準備、解析、初始化、使用、卸載，即爲一個類的生命週期

下面來看一下類加載的過程，即加載、驗證、準備、解析、初始化5個階段都作了什麼事：

階段1：加載

加載階段虛擬機主要3件事：

1. 經過類的全名獲取其二進制字節流；
2. 將字節流表明的靜態結構轉化爲方法區識別的運行時數據結構；
3. 在內存中實例化這個類的java.lang.Class對象（不必定在堆內存中的，HotSpot就將Class對象放在了方法區裏），程序訪問這個類在方法區中的類型數據時會經過這個類去訪問；
   以上三點虛擬機並不要求如何實現，只是一個規範，好比第一步，經過類全名獲取其二進制流，動態代理技術是在運行時獲取、JSP應用是根據jsp文件獲取並生成對應的Class以及從ZIP包中獲取（JAR、EAR、WA同理）等

---

階段2：驗證

驗證階段大致上會完成4個階段的驗證（文件格式驗證、元數據驗證、字節碼驗證、符號引用驗證），以保證虛擬機中類的規範和安全。

1. 文件格式驗證，校驗字節流是否複合Class文件的格式：

   • 驗證文件是否以魔數0xCAFEBABE(十六進制class文件中的前4個字節)開頭；
   • 主、次版本號(十六進制class文件中的第五、第6個字節）可否被當前版本的虛擬機處理；
   • 常量池中是否有不被支持的類型；
   • 指向常量的索引中是否指向了不存在的常量；
   • Class文件中各個部分以及文件自己是否有被刪除或附加的其餘信息；
   • ......

2. 元數據類型，校驗語義是否符合Java語言規範的要求：

   • 驗證類是否有父類（除了java.lang.Object）；
   • 驗證父類是否繼承了不可被繼承的類；
   • 若是不是抽象類，那麼要判斷是否實現了父類或接口的所要求實現的全部方法；
   • ......

3. 字節碼驗證，校驗類的方法體，肯定語義是否符合邏輯：

   • 保證操做數棧中的數據類型與指令序列一致；
   • 保證跳轉指令不會跳到方法體外的字節碼指令上；
   • 保證方法體中的類型轉換有效；
   • ......

---

階段3：準備

準備階段是爲類變量分配內存並設置類變量初始值的階段

這裏所說的初始值並非指代碼賦的值，而是數據類型的默認值，如public static int value = 123; 在準備階段事後,value會被置爲0,而不是123。
同時要注意，public static final int value = 123; 這種使用final修飾的變量，在準備階段就會被賦值爲123,而不是初始值。

---

階段4：解析

解析階段會將常量池內的符號引用轉換爲直接引用，關於符號引用和直接引用的解釋以下：

• 符號引用：以一組符號來描述所引用的目，好比定義了在類IntF中定義了intValue = 123，接着讓Test.foo中的a變量指向Intf.intValue:

public class Test{
        public void foo(){
            int a = Intf.intValue;
        }
    }
    class Intf{
        public static int intValue = 123;
    }

編譯代碼以後咱們用javap -verbose Test來查看class文件中的內容：

Constant pool:
   #1 = Methodref          #4.#12         // java/lang/Object."<init>":()V
   #2 = Fieldref           #13.#14        // Intf.intValue:I
   #3 = Class              #15            // Test
   #4 = Class              #16            // java/lang/Object
 // 省略部分代碼...
  public void foo();
    descriptor: ()V
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=1, locals=2, args_size=1
         0: getstatic     #2                  // Field Intf.intValue:I
         3: istore_1
         4: return
      LineNumberTable:
        line 3: 0
        line 4:

能夠看到常量池第2項是一個符號引用，指向了Intf.intValue

• 直接引用：就是咱們常說的指針或者句柄，直接引用的目標必定會在虛擬機內存中存在。

---

階段5：初始化

初始化階段是類加載的最後一個階段，主要執行類的<clinit>方法（不一樣與<init>方法，<init>方法是在顯式調用constructor時執行，而<clinit>方法在初始化階段就會執行），<clinit>()方法會執行賦值操做和執行靜態語句快中的內容，換句話說，若是代碼中沒有靜態語句塊和賦值操做，那麼就能夠沒有<clinit>()方法。
這個階段虛擬機會保證父類的<clinit>()方法會在子類的<clinit>()方法前執行，並且在多線程環境中，虛擬機會保證<clinit>()方法的同步。

參考文獻：《深刻理解Java虛擬機》 - 周志明