代碼編譯的結(jié)果從本地機(jī)器轉(zhuǎn)變?yōu)樽止?jié)碼钟病，是存儲(chǔ)格式發(fā)展的一小步，卻是編譯語(yǔ)言發(fā)展的一大步。
概述
類的加載指的是將類的.class文件中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)讀入內(nèi)存中，將其放在時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)的方法區(qū)內(nèi)悟耘，然后在堆區(qū)創(chuàng)建一個(gè)java.lang.Class對(duì)象，用來(lái)封裝類在方法區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)拷况。類的加載的最終產(chǎn)品是位于堆區(qū)中的Class對(duì)象作煌，Class對(duì)象封裝了類在方法區(qū)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并且向Java程序員提供訪問(wèn)方法區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的接口赚瘦。
類加載器并不需要等到某個(gè)類被“首次主動(dòng)使用”時(shí)再加載它，JVM規(guī)范允許類加載器在預(yù)料某個(gè)類將要被使用時(shí)就預(yù)先加載它奏寨，如果在預(yù)先加載的過(guò)程中遇到了.class文件缺失或存在錯(cuò)誤起意，類加載器必須在程序首次主動(dòng)使用該類時(shí)才報(bào)告錯(cuò)誤（LinkageError錯(cuò)誤）如果這個(gè)類一直沒(méi)有被程序主動(dòng)使用，那么類加載器就不會(huì)報(bào)告錯(cuò)誤病瞳。
類加載時(shí)機(jī)
類從被加載到虛擬機(jī)內(nèi)存中揽咕，到卸載出內(nèi)存為止悲酷，它的整個(gè)生命周期包括：加載、驗(yàn)證亲善、準(zhǔn)備设易、解析、初始化蛹头、使用顿肺、卸載。其中驗(yàn)證渣蜗、準(zhǔn)備屠尊、解析3個(gè)部分統(tǒng)稱為連接。
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其中類加載的過(guò)程包括了加載耕拷、驗(yàn)證讼昆、準(zhǔn)備、解析骚烧、初始化五個(gè)階段浸赫。在這五個(gè)階段中，加載赃绊、驗(yàn)證掺炭、準(zhǔn)備和初始化這四個(gè)階段發(fā)生的順序是確定的，而解析階段則不一定凭戴，它在某些情況下可以在初始化階段之后開始涧狮，這是為了支持Java語(yǔ)言的運(yùn)行時(shí)綁定（也成為動(dòng)態(tài)綁定或晚期綁定）。另外注意這里的幾個(gè)階段是按順序開始么夫，而不是按順序進(jìn)行或完成者冤，因?yàn)檫@些階段通常都是互相交叉地混合進(jìn)行的，通常在一個(gè)階段執(zhí)行的過(guò)程中調(diào)用或激活另一個(gè)階段档痪。
類加載過(guò)程
類加載的過(guò)程包括了加載涉枫、驗(yàn)證、準(zhǔn)備腐螟、解析愿汰、初始化五個(gè)階段。
加載
查找并加載類的二進(jìn)制數(shù)據(jù)乐纸。加載是類加載過(guò)程的第一個(gè)階段衬廷，在加載階段，虛擬機(jī)需要完成以下三件事情：
通過(guò)一個(gè)類的全限定名來(lái)獲取其定義的二進(jìn)制字節(jié)流汽绢。（全限定名=包名+類名）
將這個(gè)字節(jié)流所代表的靜態(tài)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為方法區(qū)的運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)吗跋。
在Java堆中生成一個(gè)代表這個(gè)類的
java.lang.Class對(duì)象，作為對(duì)方法區(qū)中這些數(shù)據(jù)的訪問(wèn)入口。
類的加載有三種方式：
1跌宛、命令行啟動(dòng)應(yīng)用時(shí)候由JVM初始化加載
2酗宋、通過(guò)
Class.forName()方法動(dòng)態(tài)加載3、通過(guò)
ClassLoader.loadClass()方法動(dòng)態(tài)加載
相對(duì)于類加載的其他階段而言疆拘，加載階段（準(zhǔn)確地說(shuō)蜕猫，是加載階段獲取類的二進(jìn)制字節(jié)流的動(dòng)作）是可控性最強(qiáng)的階段，因?yàn)殚_發(fā)人員既可以使用系統(tǒng)提供的類加載器來(lái)完成加載哎迄，也可以自定義自己的類加載器來(lái)完成加載回右。
加載階段完成后，虛擬機(jī)外部的二進(jìn)制字節(jié)流就按照虛擬機(jī)所需的格式存儲(chǔ)在方法區(qū)之中芬失，而且在Java堆中也創(chuàng)建一個(gè)java.lang.Class類的對(duì)象楣黍，這樣便可以通過(guò)該對(duì)象訪問(wèn)方法區(qū)中的這些數(shù)據(jù)。
驗(yàn)證
驗(yàn)證：確保被加載的類的正確性
驗(yàn)證是連接階段的第一步棱烂，這一階段的目的是為了確保Class文件的字節(jié)流中包含的信息符合當(dāng)前虛擬機(jī)的要求租漂，并且不會(huì)危害虛擬機(jī)自身的安全。驗(yàn)證階段大致會(huì)完成4個(gè)階段的檢驗(yàn)動(dòng)作：
文件格式驗(yàn)證：驗(yàn)證字節(jié)流是否符合Class文件格式的規(guī)范颊糜；例如：是否以
0xCAFEBABE開頭哩治、主次版本號(hào)是否在當(dāng)前虛擬機(jī)的處理范圍之內(nèi)、常量池中的常量是否有不被支持的類型衬鱼。元數(shù)據(jù)驗(yàn)證：對(duì)字節(jié)碼描述的信息進(jìn)行語(yǔ)義分析（注意：對(duì)比javac編譯階段的語(yǔ)義分析）业筏，以保證其描述的信息符合Java語(yǔ)言規(guī)范的要求；例如：這個(gè)類是否有父類鸟赫，除了
java.lang.Object之外蒜胖。字節(jié)碼驗(yàn)證：通過(guò)數(shù)據(jù)流和控制流分析，確定程序語(yǔ)義是合法的抛蚤、符合邏輯的台谢。
符號(hào)引用驗(yàn)證：確保解析動(dòng)作能正確執(zhí)行。
驗(yàn)證階段是非常重要的岁经，但不是必須的朋沮，它對(duì)程序運(yùn)行期沒(méi)有影響，如果所引用的類經(jīng)過(guò)反復(fù)驗(yàn)證缀壤，那么可以考慮采用-Xverifynone參數(shù)來(lái)關(guān)閉大部分的類驗(yàn)證措施樊拓，以縮短虛擬機(jī)類加載的時(shí)間。
準(zhǔn)備
準(zhǔn)備：為類的靜態(tài)變量分配內(nèi)存塘慕，并將其初始化為默認(rèn)值
準(zhǔn)備階段是正式為類變量分配內(nèi)存并設(shè)置類變量初始值的階段筋夏，這些內(nèi)存都將在方法區(qū)中分配。對(duì)于該階段有以下幾點(diǎn)需要注意：
1苍糠、這時(shí)候進(jìn)行內(nèi)存分配的僅包括類變量（static）叁丧，而不包括實(shí)例變量，實(shí)例變量會(huì)在對(duì)象實(shí)例化時(shí)隨著對(duì)象一塊分配在Java堆中岳瞭。
2拥娄、這里所設(shè)置的初始值通常情況下是數(shù)據(jù)類型默認(rèn)的零值（如0、0L瞳筏、null稚瘾、false等），而不是被在Java代碼中被顯式地賦予的值姚炕。
假設(shè)一個(gè)類變量的定義為：public static int value = 3摊欠；
那么變量value在準(zhǔn)備階段過(guò)后的初始值為0，而不是3柱宦，因?yàn)檫@時(shí)候尚未開始執(zhí)行任何Java方法些椒，而把value賦值為3的public static指令是在程序編譯后，存放于類構(gòu)造器<clinit>（）方法之中的掸刊，所以把value賦值為3的動(dòng)作將在初始化階段才會(huì)執(zhí)行免糕。
這里還需要注意如下幾點(diǎn)：
- 對(duì)基本數(shù)據(jù)類型來(lái)說(shuō)，對(duì)于類變量（static）和全局變量忧侧，如果不顯式地對(duì)其賦值而直接使用石窑，則系統(tǒng)會(huì)為其賦予默認(rèn)的零值，而對(duì)于局部變量來(lái)說(shuō)蚓炬，在使用前必須顯式地為其賦值松逊，否則編譯時(shí)不通過(guò)。
- 對(duì)于同時(shí)被static和final修飾的常量肯夏，必須在聲明的時(shí)候就為其顯式地賦值经宏，否則編譯時(shí)不通過(guò)；而只被final修飾的常量則既可以在聲明時(shí)顯式地為其賦值驯击，也可以在類初始化時(shí)顯式地為其賦值烁兰，總之，在使用前必須為其顯式地賦值余耽，系統(tǒng)不會(huì)為其賦予默認(rèn)零值缚柏。
- 對(duì)于引用數(shù)據(jù)類型reference來(lái)說(shuō)，如數(shù)組引用碟贾、對(duì)象引用等币喧，如果沒(méi)有對(duì)其進(jìn)行顯式地賦值而直接使用，系統(tǒng)都會(huì)為其賦予默認(rèn)的零值袱耽，即null杀餐。
- 如果在數(shù)組初始化時(shí)沒(méi)有對(duì)數(shù)組中的各元素賦值，那么其中的元素將根據(jù)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)類型而被賦予默認(rèn)的零值朱巨。
- 3史翘、如果類字段的字段屬性表中存在
ConstantValue屬性，即同時(shí)被final和static修飾，那么在準(zhǔn)備階段變量value就會(huì)被初始化為ConstValue屬性所指定的值琼讽。
假設(shè)上面的類變量value被定義為： public static final int value = 3必峰；
編譯時(shí)Javac將會(huì)為value生成ConstantValue屬性，在準(zhǔn)備階段虛擬機(jī)就會(huì)根據(jù)ConstantValue的設(shè)置將value賦值為3钻蹬。我們可以理解為static final常量在編譯期就將其結(jié)果放入了調(diào)用它的類的常量池中
解析
解析：把類中的符號(hào)引用轉(zhuǎn)換為直接引用
解析階段是虛擬機(jī)將常量池內(nèi)的符號(hào)引用替換為直接引用的過(guò)程吼蚁，解析動(dòng)作主要針對(duì)或接口、字段问欠、類方法肝匆、接口方法、方法類型顺献、方法句柄和調(diào)用點(diǎn)限定符7類符號(hào)引用進(jìn)行旗国。【Java常量池理解與總結(jié)】
符號(hào)引用就是一組符號(hào)來(lái)描述目標(biāo)注整，可以是任何字面量能曾。
直接引用就是直接指向目標(biāo)的指針、相對(duì)偏移量或一個(gè)間接定位到目標(biāo)的句柄设捐。
初始化
初始化階段即虛擬機(jī)執(zhí)行類構(gòu)造器<clinit>方法的過(guò)程借浊。初始化，為類的靜態(tài)變量賦予正確的初始值萝招，JVM負(fù)責(zé)對(duì)類進(jìn)行初始化蚂斤，主要對(duì)類變量進(jìn)行初始化。在Java中對(duì)類變量進(jìn)行初始值設(shè)定有兩種方式：
聲明類變量是指定初始值
使用靜態(tài)代碼塊為類變量指定初始值
<clinit>()方法是有編譯器自動(dòng)收集類中的所有類變量的賦值動(dòng)作和靜態(tài)語(yǔ)句塊static{}中的語(yǔ)句合并產(chǎn)生的槐沼，編譯器收集的順序是有語(yǔ)句在源文件中出現(xiàn)的順序所決定的曙蒸。注意：靜態(tài)代碼塊中只能訪問(wèn)到定義在靜態(tài)語(yǔ)句塊之前的變量，定義之后的變量岗钩，在前面的靜態(tài)語(yǔ)句塊 可以賦值纽窟，但是不能訪問(wèn)。
- 與類的構(gòu)造函數(shù)（或者說(shuō)實(shí)例構(gòu)造器
<init>()）不同兼吓，不需要顯式的調(diào)用父類的構(gòu)造器臂港。虛擬機(jī)會(huì)自動(dòng)保證在子類的<clinit>()方法運(yùn)行之前，父類的<clinit>()方法已經(jīng)執(zhí)行結(jié)束视搏。因此虛擬機(jī)中第一個(gè)執(zhí)行<clinit>()方法的類肯定為java.lang.Object审孽。
- 由于父類的
<clinit>()方法先執(zhí)行，也就意味著父類中定義的靜態(tài)語(yǔ)句塊要優(yōu)于子類的變量賦值操作浑娜。
<clinit>()方法對(duì)于類或接口不是必須的佑力，如果一個(gè)類中不包含靜態(tài)語(yǔ)句塊，也沒(méi)有對(duì)類變量的賦值操作筋遭，編譯器可以不為該類生成<clinit>()方法打颤。
- 接口中不可以使用靜態(tài)語(yǔ)句塊暴拄，但仍然有類變量初始化的賦值操作，因此接口與類一樣都會(huì)生成
<clinit>()方法编饺。但接口與類不同的是乖篷，執(zhí)行接口的<clinit>()方法不需要先執(zhí)行父接口的<clinit>()方法右蒲。只有當(dāng)父接口中定義的變量使用時(shí)黍图，父接口才會(huì)初始化。另外，接口的實(shí)現(xiàn)類在初始化時(shí)也一樣不會(huì)執(zhí)行接口的<clinit>()方法石蔗。
- 虛擬機(jī)會(huì)保證一個(gè)類的
<clinit>()方法在多線程環(huán)境下被正確的加鎖和同步，如果多個(gè)線程同時(shí)初始化一個(gè)類畅形，只會(huì)有一個(gè)線程執(zhí)行這個(gè)類的<clinit>()方法养距，其它線程都會(huì)阻塞等待，直到活動(dòng)線程執(zhí)行<clinit>()方法完畢日熬。如果在一個(gè)類的<clinit>()方法中有耗時(shí)的操作棍厌，就可能造成多個(gè)進(jìn)程阻塞，在實(shí)際過(guò)程中此種阻塞很隱蔽竖席。
JVM初始化步驟
1耘纱、假如這個(gè)類還沒(méi)有被加載和連接，則程序先加載并連接該類
2毕荐、假如該類的直接父類還沒(méi)有被初始化束析，則先初始化其直接父類
3、假如類中有初始化語(yǔ)句憎亚，則系統(tǒng)依次執(zhí)行這些初始化語(yǔ)句
類初始化時(shí)機(jī)：只有當(dāng)對(duì)類的主動(dòng)使用的時(shí)候才會(huì)導(dǎo)致類的初始化员寇，類的主動(dòng)使用包括以下六種：
創(chuàng)建類的實(shí)例，也就是new的方式
訪問(wèn)某個(gè)類或接口的靜態(tài)變量第美，或者對(duì)該靜態(tài)變量賦值
調(diào)用類的靜態(tài)方法
反射（如
Class.forName(“com.shengsiyuan.Test”)）初始化某個(gè)類的子類蝶锋，則其父類也會(huì)被初始化
Java虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)被標(biāo)明為啟動(dòng)類的類（
Java Test），直接使用java.exe命令來(lái)運(yùn)行某個(gè)主類
類加載器
從Java虛擬機(jī)的角度來(lái)講什往，只存在一下兩種不同的類加載器：
一種是啟動(dòng)類加載器（
Bootstrap ClassLoader）扳缕，這個(gè)類加載器用C++實(shí)現(xiàn)，是虛擬機(jī)自身的一部分别威。另一種就是所有其他類的加載類躯舔，這些類由Java實(shí)現(xiàn)，獨(dú)立于虛擬機(jī)外部兔港，并且全都繼承自抽象類
java.lang.ClassLoader
從 Java 開發(fā)人員的角度看庸毫，類加載器可以劃分得更細(xì)致一些：
啟動(dòng)類加載器（
Bootstrap ClassLoader） 此類加載器負(fù)責(zé)將存放在<JAVA_HOME>\lib目錄中的，或者被-Xbootclasspath參數(shù)所指定的路徑中的衫樊，并且是虛擬機(jī)識(shí)別的（僅按照文件名識(shí)別飒赃，如rt.jar利花，名字不符合的類庫(kù)即使放在 lib 目錄中也不會(huì)被加載）類庫(kù)加載到虛擬機(jī)內(nèi)存中。 啟動(dòng)類加載器無(wú)法被 Java 程序直接引用载佳，用戶在編寫自定義類加載器時(shí)炒事，如果需要把加載請(qǐng)求委派給引導(dǎo)類加載器，直接使用 null 代替即可蔫慧。擴(kuò)展類加載器（
Extension ClassLoader） 這個(gè)類加載器是由ExtClassLoader（sun.misc.Launcher$ExtClassLoader）實(shí)現(xiàn)的挠乳。它負(fù)責(zé)將<Java_Home>/lib/ext或者被java.ext.dir系統(tǒng)變量所指定路徑中的所有類庫(kù)加載到內(nèi)存中，開發(fā)者可以直接使用擴(kuò)展類加載器姑躲。應(yīng)用程序類加載器（
Application ClassLoader） 這個(gè)類加載器是由AppClassLoader（sun.misc.Launcher$AppClassLoader）實(shí)現(xiàn)的睡扬。由于這個(gè)類加載器是ClassLoader中的getSystemClassLoader()方法的返回值，因此一般稱為系統(tǒng)類加載器黍析。它負(fù)責(zé)加載用戶類路徑（ClassPath）上所指定的類庫(kù)卖怜，開發(fā)者可以直接使用這個(gè)類加載器，如果應(yīng)用程序中沒(méi)有自定義過(guò)自己的類加載器阐枣，一般情況下這個(gè)就是程序中默認(rèn)的類加載器马靠。
JVM類加載機(jī)制
全盤負(fù)責(zé)：當(dāng)一個(gè)類加載器負(fù)責(zé)加載某個(gè)Class時(shí)，該Class所依賴的和引用的其他Class也將有該類加載器負(fù)責(zé)加載蔼两，除非顯式使用另外一個(gè)類加載器來(lái)加載甩鳄。
父類委托：先讓父類加載器試圖加載該類，只有在父類加載器無(wú)法加載該類時(shí)才嘗試從自己的類路徑中加載該類额划。
緩存機(jī)制：緩存機(jī)制將會(huì)保證所有加載過(guò)的
Class都會(huì)被緩存妙啃，當(dāng)程序中需要使用某個(gè)Class時(shí)，類加載器先從緩存區(qū)尋找該Class锁孟，只有緩存區(qū)不存在彬祖，系統(tǒng)才會(huì)讀取該類對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換成Class對(duì)象品抽，存入緩存區(qū)储笑。這就是為什么修改了Class后，必須重啟JVM圆恤，程序的修改才會(huì)生效突倍。
雙親委派模型
雙親委派模型的工作流程是：如果一個(gè)類加載器收到了類加載的請(qǐng)求，它首先不會(huì)自己去嘗試加載這個(gè)類盆昙，而是把這個(gè)請(qǐng)求委托給父加載器完成羽历，依次向上，因此淡喜，所有的類加載請(qǐng)求最終都應(yīng)該被傳遞到頂層的啟動(dòng)類加載器秕磷，只有當(dāng)父加載器在它的搜索范圍中沒(méi)有找到所需的類時(shí)，即無(wú)法完成該加載炼团，子加載器才會(huì)嘗試自己去加載該類澎嚣。
雙親委派機(jī)制:
1疏尿、當(dāng)
AppClassLoader加載一個(gè)class時(shí)，它首先不會(huì)自己去嘗試加載這個(gè)類易桃，而是把類加載請(qǐng)求委派給父類加載器ExtClassLoader去完成褥琐。2、當(dāng)
ExtClassLoader加載一個(gè)class時(shí)晤郑，它首先也不會(huì)自己去嘗試加載這個(gè)類敌呈，而是把類加載請(qǐng)求委派給BootStrapClassLoader去完成。3造寝、如果
BootStrapClassLoader加載失斂暮椤（例如在$JAVA_HOME/jre/lib里未查找到該class），會(huì)使用ExtClassLoader來(lái)嘗試加載匹舞；4褐鸥、若
ExtClassLoader也加載失敗，則會(huì)使用AppClassLoader來(lái)加載赐稽，如果AppClassLoader也加載失敗，則會(huì)報(bào)出異常ClassNotFoundException浑侥。
好處
使用雙親委派模型來(lái)組織類加載器之間的關(guān)系姊舵，使得 Java 類隨著它的類加載器一起具備了一種帶有優(yōu)先級(jí)的層次關(guān)系。
例子：
例如類 java.lang.Object寓落，它存放再rt.jar中括丁，無(wú)論哪個(gè)類加載器要加載這個(gè)類，最終都是委派給處于模型最頂端的啟動(dòng)類加載器進(jìn)行加載伶选，因此 Object 類在程序的各種類加載器環(huán)境中都是同一個(gè)類史飞。相反，如果沒(méi)有雙親委派模型仰税，由各個(gè)類加載器自行加載的話构资，如果用戶編寫了一個(gè)稱為java.lang.Object的類，并放在程序的 ClassPath中陨簇，那系統(tǒng)中將會(huì)出現(xiàn)多個(gè)不同的 Object 類吐绵，程序?qū)⒆兊靡黄靵y。如果開發(fā)者嘗試編寫一個(gè)與 rt.jar 類庫(kù)中已有類重名的 Java 類河绽，將會(huì)發(fā)現(xiàn)可以正常編譯己单，但是永遠(yuǎn)無(wú)法被加載運(yùn)行。
