代碼編譯的結(jié)果從本地機(jī)器碼變?yōu)樽止?jié)碼虽抄，是存儲格式發(fā)展的一小步走搁，卻是編程語言發(fā)展的一大步。

一迈窟、類加載的時(shí)機(jī)

類的變態(tài)生命周期圖：

1.加載階段開始的時(shí)機(jī)

??Java虛擬機(jī)規(guī)范中并沒有強(qiáng)制約束何時(shí)開始開始加載階段朱盐。

2.初始化階段開始時(shí)機(jī)

??虛擬機(jī)規(guī)范嚴(yán)格規(guī)定了有且只有5種情況必須立即對類進(jìn)行“初始化”（加載、驗(yàn)證菠隆、準(zhǔn)備階段自然要在此之前開始）：
a）遇到new兵琳、getstatic、putstatic或invokestatic這4條字節(jié)碼指令時(shí)骇径，如果類沒有進(jìn)行過初始化躯肌，則需要先觸發(fā)其初始化。這4條指令分別對應(yīng)Java代碼的場景：new實(shí)例化對象破衔、讀取或設(shè)置一個(gè)類的靜態(tài)字段（被final修飾清女、已在編譯期把結(jié)果放入常量池的靜態(tài)字段除外）、調(diào)用一個(gè)類的靜態(tài)方法晰筛。
b）使用java.lang.reflect包的方法對類進(jìn)行反射調(diào)用時(shí)嫡丙，如果類沒有進(jìn)行過初始化，則需先觸發(fā)其初始化读第。
c）當(dāng)初始化一個(gè)類的時(shí)候曙博，如果發(fā)現(xiàn)其父類還沒有進(jìn)行過初始化，則需先觸發(fā)其父類的初始化怜瞒。
d）當(dāng)虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)父泳，用戶需要指定一個(gè)要執(zhí)行的主類（包含main方法的那個(gè)類），虛擬機(jī)會先初始化這個(gè)主類吴汪。
e）當(dāng)使用JDK1.7的動(dòng)態(tài)語言支持時(shí)惠窄，如果一個(gè)java.lang.invoke.MethodHandle實(shí)例最后的解析結(jié)果是REF_getStatic、REF_putStatic漾橙、REF_invokeStatic的方法句柄杆融，并且這個(gè)方法句柄所對應(yīng)的類沒有進(jìn)行過初始化，則需要先觸發(fā)其初始化霜运。
??以上五種場景中的行為稱為對一個(gè)類進(jìn)行主動(dòng)引用脾歇。除此之外，所有引用類的方式都不會觸發(fā)初始化觉渴，稱為被動(dòng)引用介劫，如：
a）通過子類引用父類的靜態(tài)字段徽惋，不會導(dǎo)致子類初始化案淋，只會觸發(fā)父類的初始化
b）通過數(shù)組定義來引用類，不會觸發(fā)此類的初始化险绘，因數(shù)組的創(chuàng)建動(dòng)作由字節(jié)碼指令newarray觸發(fā)
c）常量在編譯階段會存入調(diào)用類的常量池中踢京，本質(zhì)上并沒有直接引用到定義常量的類誉碴，因此不會觸發(fā)定義常量的類的初始化
??接口的初始化過程：
??接口初始化與類的初始化真正有所區(qū)別是前面講的主動(dòng)初始化中五種的第三種：當(dāng)一個(gè)類初始化時(shí)，要求其父類已經(jīng)初始化過了瓣距，但是一個(gè)接口在初始化時(shí)黔帕，并不要求其父接口全部都完成了初始化，只有在真正使用到父接口的時(shí)候（如引用接口中定義的常量）才會初始化蹈丸。

3.其他階段開始時(shí)機(jī)

??為什么說BT呢成黄？因?yàn)閳D是假的。內(nèi)容真實(shí)逻杖，順序扯淡奋岁。
??加載、驗(yàn)證荸百、準(zhǔn)備闻伶、初始化和卸載這5個(gè)階段的順序是確定的，類的加載過程必須按照這種順序按部就班的開始够话，而解析階段則不一定：它在某些情況下可以在初始化階段之后再開始蓝翰，這是為了支持Java語言的運(yùn)行時(shí)綁定（也稱為動(dòng)態(tài)綁定）。注意女嘲，這里說的按部就班的“開始”畜份，而不是按部就班的“進(jìn)行”或“完成”，強(qiáng)調(diào)這點(diǎn)是因?yàn)檫@些階段通常都是互相交叉的混合進(jìn)行的欣尼，通常會在一個(gè)階段執(zhí)行的過程中調(diào)用漂坏、激活另一個(gè)階段。

二媒至、類加載的過程

1.加載

加載階段顶别，虛擬機(jī)完成以下3件事情：
1）通過一個(gè)類的全限定名來獲取定義此類的二進(jìn)制字節(jié)流
2）將這個(gè)字節(jié)流所代表的靜態(tài)存儲結(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)
3）在內(nèi)存中生成一個(gè)代表這個(gè)類的java.lang.Class對象，作為方法區(qū)這個(gè)類的各種數(shù)據(jù)的訪問入口
??相對于類加載過程的其他階段拒啰，一個(gè)非數(shù)組類的加載階段（準(zhǔn)確說驯绎，是加載階段中獲取類的二進(jìn)制流的動(dòng)作）是開發(fā)人員可控性最強(qiáng)的，因?yàn)榧虞d階段既可以使用系統(tǒng)提供的引導(dǎo)類加載器來完成谋旦，也可由用戶自定義的類加載器去完成剩失，開發(fā)人員可通過定義自己的類加載器去控制字節(jié)流的獲取方式（即重寫一個(gè)類加載器的loadClass方法）。
??數(shù)組加載階段：數(shù)組類本身不通過類加載器創(chuàng)建册着，它是由Java虛擬機(jī)直接創(chuàng)建的拴孤。但數(shù)組類與類加載器仍然有密切聯(lián)系，因?yàn)閿?shù)組類的元素類型（數(shù)組去掉所有維度的類型）最終是要靠類加載器去創(chuàng)建甲捏，一個(gè)數(shù)組類（下面簡稱C）創(chuàng)建過程遵循以下規(guī)則：
1）如果數(shù)組的組件類型（數(shù)組去掉一個(gè)維度的類型）是引用類型演熟，那就遞歸采用本節(jié)中定義的加載過程去加載這個(gè)組件類型，數(shù)組C將在加載該組件類型的類加載器的類名稱空間上被標(biāo)識（一個(gè)類必須與類加載器一起確定唯一性）。
2）如果數(shù)組的組件類型不是引用類型芒粹，Java虛擬機(jī)將會把數(shù)組C標(biāo)記為與引導(dǎo)類加載器關(guān)聯(lián)兄纺。
3）數(shù)組類的可見性與它的組件類型的可見性一致，如果組件類型不是引用類型化漆，那數(shù)組類的可見性將默認(rèn)為public估脆。
??對HotSpot虛擬機(jī)而言，java.lang.Class對象比較特殊座云，它雖然是對象疙赠，但是存放在方法區(qū)里面，這個(gè)對象將作為程序訪問方法區(qū)中的這些類型數(shù)據(jù)的外部接口朦拖。

2.驗(yàn)證

??驗(yàn)證階段主要目的是保證輸入的字節(jié)流能正確的解析并存儲于方法區(qū)之內(nèi)棺聊，格式上符合描述一個(gè)Java類型信息的要求。這個(gè)階段的驗(yàn)證是基于二進(jìn)制字節(jié)流進(jìn)行的贞谓，只有通過了這個(gè)階段的驗(yàn)證后限佩，字節(jié)流才會進(jìn)入內(nèi)存的方法區(qū)中進(jìn)行存儲，后面的三個(gè)階段都是計(jì)劃于方法區(qū)的存儲結(jié)構(gòu)進(jìn)行的裸弦，不會再直接操作字節(jié)流祟同。

3.準(zhǔn)備階段

??正式為類變量分配內(nèi)存并設(shè)置類變量初始值的階段，這些變量所使用的內(nèi)存都將在方法區(qū)中進(jìn)行分配理疙。區(qū)分兩個(gè)概念：
1）此時(shí)進(jìn)行分配的僅僅是類變量晕城，而不包括實(shí)例變量，實(shí)例變量將會在對象實(shí)例化時(shí)隨著對象一起分配在Java堆中窖贤；
2）此時(shí)的初始值是指數(shù)據(jù)類型的零值砖顷，而不是Java代碼所初始化的值。特殊情況：如果類字段的字段屬性表中存在ConstantValue屬性赃梧，則在準(zhǔn)備階段變量變量就會被初始化為ConstantValue屬性指定的值滤蝠。

4.解析

??解析階段是虛擬機(jī)將常量池中的符號引用替換為直接引用的過程。符號引用于虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)的內(nèi)存布局無關(guān)授嘀，引用的目標(biāo)并不一定已經(jīng)加載到內(nèi)存中物咳。直接引用可以是直接指向目標(biāo)的指針、相對偏移量或是一個(gè)能間接定位到目標(biāo)的句柄蹄皱。直接引用是和虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)的內(nèi)存布局相關(guān)的览闰，同一個(gè)符號引用在不同虛擬機(jī)實(shí)例上翻譯出來的直接引用一般會不同。如果有了直接引用巷折，那引用的目標(biāo)一定已經(jīng)在內(nèi)存中存在压鉴。
??虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)可以根據(jù)需要來判斷到底是在類被加載器加載時(shí)就懟常量池中的符號引用進(jìn)行解析，還是等到一個(gè)符號引用將要被使用前采取解析它锻拘。
??對同一個(gè)符號引用進(jìn)行多次解析請求是常見的事情油吭，除了invokedynamic（必須等到程序運(yùn)行到這條指令時(shí)，解析動(dòng)作才能進(jìn)行）指令外，虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)可對第一次解析的結(jié)果進(jìn)行緩存（在運(yùn)行時(shí)常量池中記錄直接引用上鞠，并把常量標(biāo)識為已解析狀態(tài)）從而避免解析動(dòng)作重復(fù)執(zhí)行际邻。

5.初始化

??類初始化階段是類加載過程的最后一步芯丧，前面的類加載過程中芍阎，除了在加載階段用戶應(yīng)用程序可以通過自定義類加載器參與外，其余動(dòng)作完全由虛擬機(jī)主導(dǎo)和控制缨恒。到了初始化階段谴咸，才真正開始執(zhí)行類中定義的Java程序代碼。初始化階段是執(zhí)行<clinit>()方法的過程骗露。
1）<clinit>()怎么來的
??由編譯器自動(dòng)收集類中的所有類變量的賦值動(dòng)作和靜態(tài)語句塊(static{}塊)中的語句合并產(chǎn)生的岭佳，收集順序是由語句在源文件中出現(xiàn)的順序決定的，靜態(tài)語句塊只能訪問到定義在靜態(tài)語句塊之前的變量萧锉，定義在它之后的變量珊随，在前面的靜態(tài)語句塊可以賦值，但是不能訪問柿隙。

public class Test{
      static{
            i = 1;                              //給變量賦值會通過編譯
            System.out.print(i);        //這句編譯會提示“非法向前引用”
      }
      static int i = 2;
}

??如果類或接口中沒有靜態(tài)語句塊叶洞，也沒有對類變量的賦值操作，那么編譯器可以不為這個(gè)類生成<clinit>()禀崖。
2）<clinit>()與實(shí)例構(gòu)造器<init>()區(qū)別
??<clinit>()不需要顯示調(diào)用父類構(gòu)造器衩辟，虛擬機(jī)會保證在子類的<clinit>()執(zhí)行前，父類的<clinit>()已經(jīng)執(zhí)行完畢波附。因此在虛擬機(jī)中第一個(gè)被執(zhí)行的<clinit>()方法的類肯定是java.lang.Object艺晴。由于父類的<clinit>()先執(zhí)行，意味著父類中定義的靜態(tài)語句塊要優(yōu)先于子類的變量賦值操作掸屡。

static class Parent{
      public static int A = 1;
      static{
            A = 2;
      }
}

static class Sub extends Parent{
      public static int B = A;
}

public static void main(String args[]){
      System.out.println(Sub.B);        //B值為2而不是1
}

3）接口中與類中的<clinit>()的區(qū)別
??接口中不能使用靜態(tài)語句塊封寞，但仍然有類變量初始化的賦值操作，因此也會生成<clinit>()仅财。區(qū)別是：執(zhí)行接口的<clinit>()不需要先執(zhí)行父接口的<clinit>()钥星。只有當(dāng)父接口中定義的變量使用時(shí)，父接口才會初始化满着。另外谦炒，接口的實(shí)現(xiàn)類在初始化時(shí)也一樣不會執(zhí)行接口的<clinit>()。
4）<clinit>()的多線程問題
??虛擬機(jī)會保證一個(gè)類的<clinit>()在多線程環(huán)境中被掙錢加鎖风喇、同步宁改。

三、類加載器

??虛擬機(jī)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)把加載階段中的“通過一個(gè)類的全限定名來獲取描述此類的二進(jìn)制字節(jié)流”這個(gè)動(dòng)作Java虛擬機(jī)外部去實(shí)現(xiàn)魂莫，以便讓應(yīng)用程序自己決定如何去獲取所需要的類还蹲，實(shí)現(xiàn)這個(gè)動(dòng)作的代碼模塊稱為“類加載器”。

1.類與類加載器

??對任意一個(gè)類，都需要由加載它的類加載器和這個(gè)類本身一同確立其在Java虛擬機(jī)中的唯一性谜喊，每一個(gè)類加載器潭兽，都擁有一個(gè)獨(dú)立的類名稱空間。即要比較兩個(gè)類是否相等斗遏，只有在這兩個(gè)類是由同一個(gè)類加載加載的前提下才有意義山卦。這里所說的“相等”，包括代表類的Class對象的equals()方法和isAssignableFrom()方法诵次、isInstance()方法的返回結(jié)果账蓉，也包括instanceof關(guān)鍵字作對象所屬關(guān)系判斷等情況。

2.雙親委派模型

??從Java虛擬機(jī)角度來講逾一，只存在兩種不同的類加載器：一種是啟動(dòng)類加載器（BootStrap ClassLoader）铸本，這個(gè)類加載器使用C++語言實(shí)現(xiàn)，是虛擬機(jī)自身的一部分遵堵；另一種就是所有其他的類加載器箱玷，這些類加載器都是由Java語言實(shí)現(xiàn)的，獨(dú)立于虛擬機(jī)外部陌宿，并且都繼承自抽象類java.lang.ClassLoader锡足。
1）雙親委派模型圖

2）加載器之間關(guān)系
??雙親委派模型要求除了頂層的父類加載器外，其余的類加載器都應(yīng)當(dāng)有自己的父類加載器限番。這里類加載器之間的父子關(guān)系一般不會以繼承的關(guān)系來實(shí)現(xiàn)舱污，而是都使用組合關(guān)系來復(fù)用父加載器的代碼。
3）運(yùn)行邏輯
??先自下向上檢查類是否已經(jīng)被加載過弥虐，若沒有加載則調(diào)用父加載器的loadClass()方法扩灯，若父加載器為空則默認(rèn)使用啟動(dòng)類加載器作為父加載器。如果父類加載失敗霜瘪，拋出ClassNotFoundException異常后珠插，再調(diào)用自己的findClass()進(jìn)行加載。即自下向上檢查類是否被加載颖对，自上向下加載類捻撑。
4）破壞雙親委派模型
??如JNDI、JDBC缤底、代碼熱替換（HotSwap）顾患、模塊熱部署（Hot Deployment）等。