深入理解Java (四)类加载过程

类加载过程

类的生命周期

    类的生命周期包括7个部分:加载–验证–准备–解析–初始化–使用–卸载
   其中验证–准备–解析 称为连接阶段，其他阶段是顺序发生的，而解析可以与这些阶段交叉进行，因为Java支持动态绑定(晚期绑定)，需要运行时才能确定具体类型。

类的初始化触发

   类的加载机制没有明确的触发条件，但有5种情况下必须对类进行初始化，那么 加载–验证–准备 就必须在此之前完成了。
   1.new、getstatic、putstatic、invokestatic这4个字节码指令时对类进行初始化（即:实例化对象、读写静态对象、调用静态方法时，对类进行初始化）
   2.使用反射机制对类进行调用时，进行类的初始化。
   3.初始化一个类，其父类没有初始化时，先初始化其父类
   4、虚拟机启动时，初始化一个执行主类
   5、使用JDK的动态语言支持时，如果MethodHandle实例的解析结果为REF_getstatic、REF_putstatic、REF_invokestatic的方法句柄（即：读写静态对象或者调用静态方法），则初始化该句柄对应类；
   一般，以上5种情况最常见的是前三种： 实例化对象、读写静态对象、调用静态方法、反射机制调用类、调用子类触发父类初始化。

类的加载过程

    从用户角度来说，类（对象）的生命周期只需笼统理解为“加载——使用——卸载”即可，无需太过深入。所以，这里的类加载过程就是我们说的 加载——验证——准备——解析——初始化 这五个使用前的阶段
   1、加载：加载阶段，虚拟机需要完成三件事：通过类名字获取类的二进制字节流——将字节流的内容转存到方法区——在内存中生成一个Class对象作为该类方法区数据的访问入口。
   其中，第一步：通过类名获取类的二进制字节流是通过类加载器来完成的。其加载过程使用“双亲委派模型”：

   启动类加载器：加载系统环境变量下JAVA_HOME/lib目录下的类库。

   扩展类加载器：加载JAVA_HOME/lib/ext目录下的类库。

   应用程序类加载器（系统类加载器）：加载用户类路径Class_Path指定的类库。（我们可以在使用第三方插件时，把jar包添加到ClassPath后就是使用了这个加载器）

   自定义加载器：如果需要自定义加载时的规则（比如：指定类的字节流来源、动态加载时性能优化等），可以自己实现类加载器。

   双亲委派模型是指：当一个类加载器收到类加载请求时，不会直接加载这个类，而是把这个加载请求委派给自己父加载器去完成。如果父加载器无法加载时，子加载器才会去尝试加载。

   采用双亲委派模型的原因：避免同一个类被多个类加载器重复加载。
   2：验证 确保class文件的二进制字节流中包含的信息符号虚拟机要求，包括：文件格式验证、元数据验证（数据语义分析）、字节码验证（数据流语义合法性）、符号引用验证（符号引用的匹配性校验，确保解析能正确执行）
   3：准备 为类变量（静态变量）在方法区分配内存，并设置零值。注意：这里是类变量，不是实例变量，实例变量是对象分配到堆内存时根据运行时动态生成的。
   4：解析 把常量池中的符号引用解析为直接引用：根据符号引用所作的描述，在内存中找到符合描述的目标并把目标指针指针返回。
   5：初始化 真正开始执行Java程序代码，该步执行方法根据代码赋值语句，对 类变量和其他资源 进行初始化赋值。
   方法：编译器自动收集类中所有 类变量的赋值语句和静态语句合并而成，收集的顺序是在程序代码出现的顺序。所以，静态语句中只能访问到定义在静态语句块之前的变量，在其之后的变量可以赋值（相当于新建并赋值了）但不可以访问（因为还没出现）。
   分析向上转型的例子时的程序代码的运行顺序：父类静态内容——子类静态内容——父类构造——子类构造——子类方法 。
   在经历了上面5步“加载”阶段后，才真正地可以使用class对象或者使用实例对象。使用过后，不再需要用到该类的class对象或者实例对象时，就会把类卸载掉（发生在方法区的垃圾回收：无用类的卸载）。
   对象是由类创建出来的，所以对象的生命周期就是包含在类的生命周期中：

   类加载（5步）——创建类的实例对象——使用对象——对象回收——类卸载