面试官：给我讲一下JVM 类加载机制？

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JVM 类加载机制

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**JVM 类加载机制分为五个部分：加载，验证，准备，解析，初始化，下面我们就分别来看一下这五个过程。**与C/C++那些需要在编译器期进行连接工作的语言不同，Java类的加载、连接和初始化都是在程序运行时完成的，只有在类被需要的时候才进行动态加载，这种方式被称为“Java语言的运行期类加载机制”。

例如我们在实际使用Java语言进行编程时通常会编写一个面向接口的应用程序，可以等到运行时再指定其实际的实现类。此外，更高级一点的做法是可以通过自定义的类加载器（关于具体的ClassLoader在后面的内容会提到），让一个本地的应用程序可以在运行时从网络或其他地方加载一个二进制流作为程序代码的一部分（Applet就是这么干的），这种组装应用程序的方式目前已广泛的应用于Java程序之中。

1.1. 加载

加载是类加载过程中的一个阶段，这个阶段会在内存中生成一个代表这个类的java.lang.Class 对象，作为方法区这个类的各种数据的入口。注意这里不一定非得要从一个Class 文件获取，这里既可以从 ZIP 包中读取（比如从jar 包和 war 包中读取），也可以在运行时计算生成（动态代理）， 也可以由其它文件生成（比如将 JSP 文件转换成对应的Class 类）。

1.2. 验证

这一阶段的主要目的是为了确保 Class 文件的字节流中包含的信息是否符合当前虚拟机的要求，并且不会危害虚拟机自身的安全。

1.3. 准备

准备阶段是正式为类变量分配内存并设置类变量的初始值阶段，即在方法区中分配这些变量所使用的内存空间。注意这里所说的初始值概念，比如一个类变量定义为：

实际上变量v 在准备阶段过后的初始值为 0 而不是 8080，将 v 赋值为 8080 的 put static 指令是
程序被编译后，存放于类构造器方法之中。但是注意如果声明为：

在编译阶段会为v 生成 ConstantValue 属性，在准备阶段虚拟机会根据 ConstantValue 属性将 v
赋值为 8080。

1.4. 解析

解析阶段是指虚拟机将常量池中的符号引用替换为直接引用的过程。符号引用就是 class 文件中的：

1. CONSTANT_Class_info
2. CONSTANT_Field_info
3. CONSTANT_Method_info 等类型的常量。

1.5. 符号引用

 符号引用与虚拟机实现的布局无关，引用的目标并不一定要已经加载到内存中。各种虚拟机实现的内存布局可以各不相同，但是它们能接受的符号引用必须是一致的，因为符号引用的字面量形式明确定义在 Java 虚拟机规范的Class 文件格式中。

1.6. 直接引用

 直接引用可以是指向目标的指针，相对偏移量或是一个能间接定位到目标的句柄。如果有了直接引用，那引用的目标必定已经在内存中存在。

1.7. 初始化

初始化阶段是类加载最后一个阶段，前面的类加载阶段之后，除了在加载阶段可以自定义类加载器以外，其它操作都由JVM 主导。到了初始阶段，才开始真正执行类中定义的Java 程序代码。

1.8. 类构造器

初始化阶段是执行类构造器方法的过程。方法是由编译器自动收集类中的类变量的赋值操作和静态语句块中的语句合并而成的。虚拟机会保证子方法执行之前，父类的方法已经执行完毕，如果一个类中没有对静态变量赋值也没有静态语句块，那么编译器可以不为这个类生成()方法。

注意以下几种情况不会执行类初始化：

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。

2. 定义对象数组，不会触发该类的初始化。

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。

4. 通过类名获取Class 对象，不会触发类的初始化。

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。

7. 类加载器
   虚拟机设计团队把加载动作放到 JVM 外部实现，以便让应用程序决定如何获取所需的类，JVM 提供了 3 种类加载器：

2.1 启动类加载器(Bootstrap ClassLoader)

负责加载 JAVA_HOME\lib 目录中的，或通过-Xbootclasspath 参数指定路径中的，且被虚拟机认可（按文件名识别，如 rt.jar）的类。

2.2 扩展类加载器(Extension ClassLoader)
负责加载 JAVA_HOME\lib\ext 目录中的，或通过java.ext.dirs 系统变量指定路径中的类库。

2.3 应用程序类加载器(Application ClassLoader)：

负责加载用户路径（classpath）上的类库。
JVM 通过双亲委派模型进行类的加载，当然我们也可以通过继承java.lang.ClassLoader 实现自定义的类加载器。