類的整個(gè)生命周期的7個(gè)階段是：加載（Loading）、驗(yàn)證(Verification)、準(zhǔn)備(Preparation)、解析(Resolution)、初始化(Initialization)、使用(Using)、卸載(Unloading)。

類加載的全過(guò)程主要包括：加載、驗(yàn)證、準(zhǔn)備、解析、初始化這5個(gè)階段的內(nèi)容。

加載

加載是類加載過(guò)程的一個(gè)階段， 在加載階段JVM需要完成以下3件事情：

通過(guò)一個(gè)類的全限定明來(lái)獲取定義此類的二進(jìn)制字節(jié)流。

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)運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

在內(nèi)存中生成一個(gè)代表這個(gè)類的java.lang.Class對(duì)象，作為方法區(qū)這個(gè)類的各種數(shù)據(jù)訪問入口。

加載階段（準(zhǔn)確地說(shuō)，是加載階段獲取類的二進(jìn)制字節(jié)流的動(dòng)作）是整個(gè)類加載過(guò)程中開發(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)類加載器完成，又可以由用戶自定義的二類加載器去完成，開發(fā)人員可以通過(guò)定義自己的類加載器區(qū)控制字節(jié)流的獲取方式。

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)中，方法區(qū)中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式由虛擬機(jī)的實(shí)現(xiàn)自行定義，虛擬機(jī)規(guī)范未規(guī)定此區(qū)域的具體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。然后再內(nèi)存中實(shí)例化一個(gè)java.lang.Class類的對(duì)象（這個(gè)對(duì)象，并沒有要求必須是在Java堆中，就HotSpot而言，Class對(duì)象比較特殊，雖然是對(duì)象，但是是存放在方法區(qū)中的），這個(gè)對(duì)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。

加載階段與連接階段的部分內(nèi)容（如一部分字節(jié)碼文件格式驗(yàn)證東西）是交叉進(jìn)行的，但是這兩個(gè)階段的開始時(shí)間仍然保持著固定的 先后順序。

驗(yàn)證

?驗(yàn)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(jī)的要求，并且不會(huì)危害虛擬機(jī)自身的安全。驗(yàn)證階段是非常重要的，這個(gè)階段是否嚴(yán)謹(jǐn)，直接決定了Java虛擬機(jī)是否能承受惡意代碼的攻擊，它大致上會(huì)完成4個(gè)階段的檢驗(yàn)工作：文件格式驗(yàn)證、元數(shù)據(jù)驗(yàn)證、字節(jié)碼驗(yàn)證、符號(hào)引用驗(yàn)證。

文件格式驗(yàn)證

這一階段主要驗(yàn)證字節(jié)流是否符合Class文件格式的規(guī)范，并且能被當(dāng)前版本的虛擬機(jī)處理。

驗(yàn)證內(nèi)容包括：是否以魔數(shù)0xCAFEBABE開頭，主次版本號(hào)是否在當(dāng)前虛擬機(jī)處理范圍之內(nèi)，常量池的常量是否有不被支持的常量類型，指向常量的各種索引值是否有指向不存在的常量或不符合類型的常量，CONSTANT_Utf8_info型的常量中是否有不符合UTF8編碼的數(shù)據(jù)，Class文件中各個(gè)部分及文件本身是否有被刪除的或附近的其他信息等等。

元數(shù)據(jù)驗(yàn)證

第二階段主要是對(duì)類的元數(shù)據(jù)信息進(jìn)行語(yǔ)義校驗(yàn)，保證不存在不符合Java語(yǔ)言規(guī)范的元數(shù)據(jù)信息。

驗(yàn)證內(nèi)容包括：當(dāng)前類是否有父類（除了Object類之外，所有類都該有父類），當(dāng)前類的父類是否繼承了不被允許繼承的類（被final修飾的類），如果當(dāng)前類不是抽象類，是否實(shí)現(xiàn)了其父類或接口之中要求實(shí)現(xiàn)的所有方法，類中的字段、方法是否與父類產(chǎn)生矛盾（如覆蓋了父類的final字段等）等等。

字節(jié)碼驗(yàn)證

第三階段是整個(gè)驗(yàn)證過(guò)程中最復(fù)雜的一個(gè)階段，主要目的是通過(guò)數(shù)據(jù)流和控制流分析，確定程序語(yǔ)義是合法的、符合邏輯的。

驗(yàn)證內(nèi)容包括：保證任意時(shí)刻操作數(shù)棧的數(shù)據(jù)類型與指令代碼序列都能配合工作，例如：保證不會(huì)出現(xiàn)在操作棧放置了一個(gè)int類型的數(shù)據(jù)，使用時(shí)卻按long類型來(lái)加載如本地變量表中。保證跳轉(zhuǎn)指令不會(huì)跳轉(zhuǎn)到方法體以為的字節(jié)碼指令上。保證方法體上的類型轉(zhuǎn)換是有效的，例如：可以把一個(gè)子類對(duì)象賦值給父類數(shù)據(jù)類型，但是不能把父類對(duì)象賦值給子類數(shù)據(jù)類型。

符號(hào)引用驗(yàn)證

最后一個(gè)階段的校驗(yàn)發(fā)生在虛擬機(jī)將符號(hào)引用轉(zhuǎn)化為直接引用的時(shí)候，這個(gè)轉(zhuǎn)化動(dòng)作發(fā)生在解析階段。符號(hào)引用驗(yàn)證可以看做是對(duì)類自身以外的信息進(jìn)行匹配校驗(yàn)。

驗(yàn)證內(nèi)容包括：符號(hào)引用通過(guò)字符串描述的全限定明是否能找到對(duì)應(yīng)的類。在指定類中是否存在符合方法的字段描述符以及簡(jiǎn)單名稱所描述的方法和字段。符號(hào)引用中的類、字段、方法的訪問性是否可以被當(dāng)前類訪問等等。

準(zhǔn)備

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(gè)階段分配內(nèi)存的僅僅是類變量不包括實(shí)例變量。實(shí)例變量實(shí)在對(duì)象實(shí)例化的時(shí)候分配在堆內(nèi)存中的，還有就是這里給類變量設(shè)置的初始值“通常情況下”下是數(shù)據(jù)類型的零值，例如：

public static int value = 666;

?這個(gè)變量value的值在準(zhǔn)備階段被設(shè)置的初始值為0而不是666，因?yàn)榇藭r(shí)尚未開始執(zhí)行任何Java方法，而把value賦值為666的putstatic指令是程序編譯后，存放于類構(gòu)造器<clinit>()方法之中，所以把value賦值為666的動(dòng)作將在初始化階段才會(huì)執(zhí)行。

上面說(shuō)到在“通常情況”下初始值是零值，在非“通常情況”下也就是類字段屬性中存在常量屬性的時(shí)候，那么在準(zhǔn)備階段類變量就會(huì)被初始化為常量屬性所指定的值。

public static final int value = 666;

編譯時(shí)Javac將會(huì)生成常量屬性，在準(zhǔn)備階段虛擬機(jī)就會(huì)根據(jù)常量屬性的設(shè)置將value賦值為666；

解析

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。

符號(hào)引用（Symbolic References）：符號(hào)引用以一組符號(hào)來(lái)描述所引用的目標(biāo)，符號(hào)可以是任何形式的字面量，只要使用時(shí)能無(wú)歧義地定位到目標(biāo)即可。符號(hào)引用與虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)的內(nèi)存布局無(wú)關(guān)，引用目標(biāo)并不一定已經(jīng)加載到內(nèi)存中。

直接引用（Direct References）：直接引用可以是直接指向目標(biāo)的指針、相對(duì)偏移量或是一個(gè)能間接定位到目標(biāo)的句柄。直接引用是和虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)內(nèi)存布局相關(guān)的，同一個(gè)符號(hào)引用在不同虛擬機(jī)實(shí)例上翻譯出來(lái)的直接引用一般不會(huì)相同。如果有直接引用，那引用的目標(biāo)必定已經(jīng)在內(nèi)存中存在。

解析動(dòng)作主要針對(duì)類或接口、字段、類方法、接口方法、方法類型、方法句柄和調(diào)用點(diǎn)限定符，這7類符號(hào)引用，分別對(duì)應(yīng)于常量池的CONSTANT_Class_info、CONSTANT_Fieldref_info、CONSTANT_MethodHandle_info和CONSTANT_InvokeDynamic_info 這7中常量類型。

初始化

類初始化階段是類加載過(guò)程的最后一步，前面的類加載過(guò)程中，除了在加載階段用戶應(yīng)用程序可以通過(guò)自定義類加載器參與之外，其余動(dòng)作完全由虛擬機(jī)主導(dǎo)和控制。在準(zhǔn)備階段，變量已經(jīng)賦過(guò)一次系統(tǒng)初始零值了，而在初始化階段，是通過(guò)程序制定的主觀計(jì)劃去初始化類變量和其他資源，也就是執(zhí)行類構(gòu)造器<clinit>()方法的過(guò)程。在上一篇“類的加載時(shí)機(jī)”中已經(jīng)介紹過(guò)了，有5中情況會(huì)出發(fā)類初始化，下面介紹的是在<clinit>()方法執(zhí)行過(guò)程中一些可能會(huì)影響程序運(yùn)行行為的特點(diǎn)和細(xì)節(jié)。

• <clinit>()方法是由編譯器自動(dòng)收集類中的所有類變量賦值動(dòng)作和靜態(tài)語(yǔ)句塊（static{}）中的語(yǔ)句合并產(chǎn)生的，編譯器收集順序室友語(yǔ)句在源文件中出現(xiàn)的豎線所決定的，靜態(tài)語(yǔ)句塊中只能訪問到定義在靜態(tài)語(yǔ)句塊之前的變量，定義在它之后的變量，在前面靜態(tài)語(yǔ)句塊可以賦值，但是不能訪問。
• <clinit>()方法與類的構(gòu)造函數(shù)不同，它不需要顯示的調(diào)用父類構(gòu)造器，所以虛擬機(jī)中第一個(gè)被執(zhí)行的<clinit>()方法的類肯定是java.lang.Object。
• 由于父類的<clinit>()方法先執(zhí)行，也就意味著福利中定義的靜態(tài)語(yǔ)句塊要由于子類的變量賦值操作。
• <clinit>()方法對(duì)于類或接口來(lái)說(shuō)并不是必需的，如果一個(gè)類中沒有靜態(tài)語(yǔ)句塊，也沒有對(duì)變量的賦值操作，那么編譯器可以不為這個(gè)類生產(chǎn)<clinit>()方法。
• 接口中不能使用靜態(tài)語(yǔ)句塊，但仍然有變量初始化的賦值操作，因此接口和類一樣都會(huì)生成<clinit>()方法。接口中只有在使用父接口的時(shí)候才會(huì)初始化父接口（上一篇已經(jīng)講解過(guò)）。
• 虛擬機(jī)會(huì)保證一個(gè)類的<clinit>()方法在多線程的環(huán)境中被正確地枷鎖、同步，如果多個(gè)線程同時(shí)去初始化一個(gè)類，那么只會(huì)有一個(gè)線程區(qū)執(zhí)行這個(gè)類的<clinit>()方法，其他線程都需要阻塞等待，直到活動(dòng)線程<clinit>()方法

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的JVM学习记录-类加载的过程的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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