一、定義：

? ? 類加載（Class Loading）是一種機制，他描述的是將字節(jié)碼以文件形式加載到內(nèi)存再經(jīng)過連接、初始化后，最終形成可以被虛擬機直接使用的Java類型地過程。

? ? Class Loading 包含了加載（Loading）、連接（Linking）、初始化（Initialization）三大部分，其中Linking又包含了三個部分：校驗（Verification）、準(zhǔn)備? （Preparation）、解析（Resolution）。而一個類的生命周期只是在Class Loader的基礎(chǔ)上多了：使用（Using），卸載（Unloading）兩部分。

Class Loaders的組成：

二、加載階段

虛擬機需要完成以下3件事情：

1）通過一個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)的運行時數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

3）在內(nèi)存中生成一個代表這個類的java.lang.Class對象，作為方法區(qū)這個類的各種數(shù)據(jù)的訪問入口。

注意：

? ? 1.JVM在加載數(shù)組的時候加載的僅僅是數(shù)組的類型類（例如String[] 加載器只會加載String這個類型類），而數(shù)組的創(chuàng)建則由JVM直接完成。

這里我們多問幾個為什么：
? ? 2. JVM為什么只加載數(shù)組的類型類：
我認(rèn)為JVM這樣做的目的主要是為了節(jié)省時間，我們知道數(shù)組里面裝的都是同一種類型的元素，JVM沒必要將一個重復(fù)的內(nèi)容加載多次浪費時間。
? ? 3. N維數(shù)組怎么加載：
如果是N維數(shù)組，類加載器會從最外層開始一層一層的遞歸加載，直到加載到非數(shù)組類型為止。
? ? 4. 引用類型與基本類型加載起來會不會有區(qū)別：
其實基本類型早已經(jīng)在javac階段裝箱成封裝對象了，例如int會被裝箱成Integer，long裝箱成Long等等，所以是沒有區(qū)別的。

三、驗證

? ? ? 驗證是連接階段的第一步，這一階段目的是為了確保Class文件的字節(jié)流中包含的信息符合當(dāng)前虛擬機的要求，并且不會危害虛擬機自身安全。

? ? ? 虛擬機規(guī)范對這個階段的限制和指導(dǎo)非常籠統(tǒng)，僅僅說了一句如果驗證到輸入的字節(jié)流不符合Class文件的存儲格式，就拋出一個java.lang.VerifyError異常或者其子類異常。具體應(yīng)當(dāng)檢查哪些方面，如何檢查，何時檢查，都沒有強制要求或明確說明，所以不同的虛擬機對驗證的實現(xiàn)可能會有所不同，但大致上都會完場下面四個階段的檢驗過程：文件格式驗證、元數(shù)據(jù)驗證、字節(jié)碼驗證和符號引用驗證。

? ? ? ? 是連接階段的第一步，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)前虛擬機的要求，并且不會危害虛擬機自身的安全。但從整體上看，驗證階段大致上會完成下面4個階段的檢驗動作：文件格式驗證、元數(shù)據(jù)驗證、字節(jié)碼驗證、符號引用驗證。

文件格式驗證：驗證字節(jié)流是否符合Class文件格式的規(guī)范；例如：是否以魔術(shù)0xCAFEBABE開頭、主次版本號是否在當(dāng)前虛擬機的處理范圍之內(nèi)、常量池中的常量是否有不被支持的類型。

元數(shù)據(jù)驗證：對字節(jié)碼描述的信息進(jìn)行語義分析（注意：對比javac編譯階段的語義分析），以保證其描述的信息符合Java語言規(guī)范的要求；例如：這個類是否有父類，除了java.lang.Object之外。

字節(jié)碼驗證：通過數(shù)據(jù)流和控制流分析，確定程序語義是合法的、符合邏輯的。

符號引用驗證：確保解析動作能正確執(zhí)行。

四、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，這些變量所使用的內(nèi)存都將在方法區(qū)中進(jìn)行分配。

? ? ? ?這個階段中有兩個容易產(chǎn)生混淆的概念需要強調(diào)一下，首先，這時候進(jìn)行內(nèi)存分配的僅包括類變量（被static修飾的變量），而不包括實例變量，實例變量將會在對象實例化時隨著對象一起分配在Java堆中。其次，這里所說的初始值“通常情況”下是數(shù)據(jù)類型的零值，假設(shè)一個類變量的定義為：

public static int value=123；

那變量value在準(zhǔn)備階段過后的初始值為0而不是123，因為這時候尚未開始執(zhí)行任何Java方法，而把value賦值為123的putstatic指令是程序被編譯后，存放于類構(gòu)造器＜clinit＞（）方法之中，所以把value賦值為123的動作將在初始化階段才會執(zhí)行。表7-1列出了Java中所有基本數(shù)據(jù)類型的零值。

假設(shè)上面類變量value的定義變?yōu)?#xff1a;public static final int value=123；

編譯時Javac將會為value生成ConstantValue屬性，在準(zhǔn)備階段虛擬機就會根據(jù)ConstantValue的設(shè)置將value賦值為123。

五、解析階段

是虛擬機將常量池內(nèi)的符號引用替換為直接引用的過程

六、初始化

在連接的準(zhǔn)備階段，類變量已賦過一次系統(tǒng)要求的初始值，而在初始化階段，則是根據(jù)程序員自己寫的邏輯去初始化類變量和其他資源，舉個例子如下：

public static int value1 = 5;public static int value2 = 6;static{value2 = 66;}

在準(zhǔn)備階段value1和value2都等于0；

在初始化階段value1和value2分別等于5和66；

• 所有類變量（類變量是聲明在class內(nèi)，method之外，且使用static修飾的變量）初始化語句和靜態(tài)代碼塊都會在編譯時被前端編譯器放在收集器里頭，存放到一個特殊的方法中，這個方法就是<clinit>方法，即類/接口初始化方法，該方法只能在類加載的過程中由JVM調(diào)用；
• 編譯器收集的順序是由語句在源文件中出現(xiàn)的順序所決定的，靜態(tài)語句塊中只能訪問到定義在靜態(tài)語句塊之前的變量；
• 如果超類還沒有被初始化，那么優(yōu)先對超類初始化，但在<clinit>方法內(nèi)部不會顯示調(diào)用超類的<clinit>方法，由JVM負(fù)責(zé)保證一個類的<clinit>方法執(zhí)行之前，它的超類<clinit>方法已經(jīng)被執(zhí)行。
• JVM必須確保一個類在初始化的過程中，如果是多線程需要同時初始化它，僅僅只能允許其中一個線程對其執(zhí)行初始化操作，其余線程必須等待，只有在活動線程執(zhí)行完對類的初始化操作之后，才會通知正在等待的其他線程。(所以可以利用靜態(tài)內(nèi)部類實現(xiàn)線程安全的單例模式)
• 如果一個類沒有聲明任何的類變量，也沒有靜態(tài)代碼塊，那么可以沒有類<clinit>方法；

何時觸發(fā)初始化

為一個類型創(chuàng)建一個新的對象實例時（比如new、反射、序列化）

調(diào)用一個類型的靜態(tài)方法時（即在字節(jié)碼中執(zhí)行invokestatic指令）

調(diào)用一個類型或接口的靜態(tài)字段，或者對這些靜態(tài)字段執(zhí)行賦值操作時（即在字節(jié)碼中，執(zhí)行g(shù)etstatic或者putstatic指令），不過用final修飾的靜態(tài)字段除外，它被初始化為一個編譯時常量表達(dá)式

調(diào)用JavaAPI中的反射方法時（比如調(diào)用java.lang.Class中的方法，或者java.lang.reflect包中其他類的方法）

初始化一個類的派生類時（Java虛擬機規(guī)范明確要求初始化一個類時，它的超類必須提前完成初始化操作，接口例外）

JVM啟動包含main方法的啟動類時。

七、系統(tǒng)的類加載器

類加載器名稱	加載的范圍
啟動類加載器 Bootstrap ClassLoader	存放在<JAVA_HOME>\lib目錄中的，并且是虛擬機 識別的類庫加載到虛擬機內(nèi)存中
擴展類加載器 Extension ClassLoader	存放在<JAVA_HOME>\lib\ext目錄中的所有類庫， 開發(fā)者可以直接使用；
應(yīng)用程序加載器 Application ClassLoader	加載用戶類路徑上指定的類庫，開發(fā)者可以直 接使用，一般情況下這個就是程序中默認(rèn)的類 加載器；

八、雙親委派機制

? ? ? ? 某個特定的類加載器在接到加載類的請求 時，首先將加載任務(wù)委托給父類加載器， 依次遞歸，如果父類加載器可以完成類加 載任務(wù)，就成功返回；只有父類加載器無 法完成此加載任務(wù)時，才自己去加載

? ? ? ? 雙親委派模型好處：Java類隨著它的類加載器一起具備了帶 有優(yōu)先級的層次關(guān)系，保證java程序穩(wěn) 定運行

九、示例代碼

public class SuperClazz {public SuperClazz(){System.out.println("我是父類構(gòu)造方法");}static {System.out.println("我是父類靜態(tài)代碼塊");}public static int value = 123;public static final String STR = "hello world";public static final int WHAT = value; }public class SonClazz extends SuperClazz {public SonClazz(){System.out.println("我是子類構(gòu)造方法");}static {System.out.println("我是子類靜態(tài)代碼塊");} }
public class DemoTest { public static void main(String args[]){ /* System.out.println(SonClazz.value);
輸出結(jié)果：
我是父類靜態(tài)代碼塊
123
結(jié)論：對于靜態(tài)字段，只有直接定義這個字段的類，才能被初始化。
*/
/*
SuperClazz[] aa = new SuperClazz[10];
輸出結(jié)果：(什么也沒有輸出)
結(jié)論：只是聲明了一個數(shù)組形式的變量，類沒有初始化
*/

/*
System.out.println(SonClazz.STR);
輸出結(jié)果：hello world
結(jié)論：編譯期的傳播優(yōu)化，因為是常量，所以就會直接編譯到了運行的類里面，就不會再去定義的類里面找了
，STR還是在常量池里面的；
*/

　　　　　/**

　　　　　　我是父類靜態(tài)代碼塊
　　　　　　123

　　　　*/
//System.out.println(SonClazz.WHAT);


} ? public class DemoTest2 {static{i=0;System.out.println(i);//這句編譯器會報錯：Cannot reference a field before it is defined（非法向前應(yīng)用） }static int i=1; } public class DemoTest2 {static{i=2; // System.out.println(i); }static int i=1;public static void main(String args[]){System.out.println(i);} }輸出結(jié)果：1

?

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/lys-lyy/p/10771751.html

總結(jié)

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