Java类加载

Java源代码被编译成class字节码，最终需要加载到虚拟机中才能运行。整个生命周期包括：加载、验证、准备、解析、初始化、使用和卸载7个阶段。

类加载生命周期

加载

双亲委派模型工作过程：当一个类加载器收到类加载任务，优先交给其父类加载器去完成，因此最终加载任务都会传递到顶层的启动类加载器，只有当父类加载器无法完成加载任务时，才会尝试执行加载任务。

双亲委派模型有什么好处？
比如位于rt.jar包中的类java.lang.Object，无论哪个加载器加载这个类，最终都是委托给顶层的启动类加载器进行加载，确保了Object类在各种加载器环境中都是同一个类。

验证

为了确保Class文件符合当前虚拟机要求，需要对其字节流数据进行验证，主要包括格式验证、元数据验证、字节码验证和符号引用验证。

准备

在准备阶段，为类变量（static修饰）在方法区中分配内存并设置初始值。

private static int var = 100;

准备阶段完成后，var值为0，不是100。在初始化阶段，才会把100赋值给val，但是有个特殊情况：

private static final int VAL = 100;

在编译阶段会为VAL生成ConstantValue属性，在准备阶段虚拟机会根据ConstantValue属性将VAL赋值为100。

解析

解析阶段是将常量池中的符号引用替换为直接引用的过程，符号引用和直接引用有什么不同？
1、符号引用使用一组符号来描述所引用的目标，可以是任何形式的字面常量，定义在Class文件格式中。
2、直接引用可以是直接指向目标的指针、相对偏移量或则能间接定位到目标的句柄。

初始化

初始化阶段是执行类构造器方法的过程，方法由类变量的赋值动作和静态语句块按照在源文件出现的顺序合并而成，该合并操作由编译器完成。

 private static int value = 100;
    static int a = 100;
    static int b = 100;
    static int c;

    static {
        c = a + b;
        System.out.println("it only run once");
    }

1.方法对于类或接口不是必须的，如果一个类中没有静态代码块，也没有静态变量的赋值操作，那么编译器不会生成；
2.方法与实例构造器不同，不需要显式的调用父类的方法，虚拟机会保证父类的优先执行；
3.为了防止多次执行，虚拟机会确保方法在多线程环境下被正确的加锁同步执行，如果有多个线程同时初始化一个类，那么只有一个线程能够执行方法，其他线程进行阻塞等待，直到执行完成，具体请看我的另一篇文章类初始化处理过程。
4.注意：执行接口的方法不需要先执行父接口的，只有使用父接口中定义的变量时，才会执行。

类初始化场景

虚拟机中严格规定了有且只有5中情况必须对类进行初始化。

• 执行new、getstatic、putstatic、invokestatic指令；
• 使用reflect对类进行反射调用；
• 初始化一个类的时候，父类还没有初始化，会事先初始化父类；
• 启动虚拟机时，需要初始化包含main方法的类；
• 在JDK1.7中，如果java.lang.invoke.MethodHandler实例最后的解析结果REF_getStatic、REF_putStatic、REF_invokeStatic的方法句柄，并且这个方法句柄对应的类没有进行初始化。

以下几种情况，不会触发类初始化

1.通过子类引用父类的静态字段，只会触发父类的初始化，而不会触发子类的初始化。

class Parent {
    static int a = 100;
    static {
        System.out.println("parent init！");
    }
}

class Child extends Parent {
    static {
        System.out.println("child init！");
    }
}

public class Init{  
    public static void main(String[] args){  
        System.out.println(Child.a);  
    }  
}

输出结果为：
parent init!
100

2.定义对象数组，不会触发该类的初始化。

public class Init{  
    public static void main(String[] args){  
        Parent[] parents = new Parent[10];
    }  
}

无输出，说明没有触发类Parent的初始化。

3.常量在编译期间会存入调用类的常量池中，本质上并没有直接引用定义常量的类，不会触发定义常量所在的类初始化。

class Const {
    static final int A = 100;
    static {
        System.out.println("Const init");
    }
}

public class Init{  
    public static void main(String[] args){  
        System.out.println(Const.A);  
    }  
}

输出：
100
说明没有触发类Const的初始化，在编译阶段，Const类中常量A的值100存储到Init类的常量池中，这两个类在编译成class文件后就没有联系了。

4.通过类名获取Class对象，不会触发类的初始化。

public class test {
   public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class c_dog = Dog.class;
        Class clazz = Class.forName("zzzzzz.Cat");
    }
}

class Cat {
    private String name;
    private int age;
    static {
        System.out.println("Cat is load");
    }
}

class Dog {
    private String name;
    private int age;
    static {
        System.out.println("Dog is load");
    }
}

执行结果：Cat is load，所以通过Dog.class并不会触发Dog类的初始化动作。

5.通过Class.forName加载指定类时，如果指定参数initialize为false时，也不会触发类初始化，其实这个参数是告诉虚拟机，是否要对类进行初始化。

6.通过ClassLoader默认的loadClass方法，也不会触发初始化动作。

new ClassLoader(){}.loadClass("zzzzzz.Cat");

摘自占小狼JVM类加载的那些事