类加载系列之理解类加载

类的阶段

在Java代码中，类型的加载、连接和初始化都是在程序运行期完成的。类有以下几个阶段：

• 类加载：即查找并加载类的二进制数据
• 类连接：
  • 验证：确保被加载类的正确性
  • 准备：为类的静态变量分配内存，并将其初始化为默认值
  • 解析：类的符号引用转换为直接引用
• 类初始化：为类的静态变量赋予正确的初始值，运行static快中的代码。
• 类使用
• 类卸载

类加载

类加载：类的加载是指将类的.class文件的二进制数据读入内存中，将其放在运行时数据区的方法区中，然后在内存中创建了一个java.lang.Class对象（HotSpot中这个Class对象在方法区）用来封装类在方法区的数据结构。（比如反射就是用的Class对象）

加载.class文件的方式

1. 从本地系统磁盘直接加载（classpath下的文件）
2. 通过网络下载.class文件
3. 通过zip、jar等归档文件加载.class文件（多用于第三方的jar包）
4. 将java源文件动态编译成.class文件（比如动态代理，运行期生成代理类的类加载过程）

类的初始化

java程序对类的使用方式有两种：

1. 主动使用
2. 被动使用

类初始化的时机

所有的jvm实现都必须保证在每个类或接口都被程序“首次主动使用”时才进行初始化。（这里是类初始化）

使用类

主动使用类有下面几种方式：

• 创建类的实例
• 访问类或者接口的静态变量，或者对这个静态变量进行赋值。
• 调用类的静态方法
• 反射加载一个类
• 初始化一个类的子类，则父类也算被主动调用。
• 启动类，比如test
• 动态语言支持，java.lang.invoke.MethodHandle实例的解析结果的句柄对应类没有初始化，则进行初始化

被动使用：除了主动使用类的方式使用类或接口，都会被看做是类的被动使用，不会导致类的初始化。

一个例子解释类的主动使用和被动使用

public class TestClassLoading {

    public static void main(String[] args) {

        // （1）并不会初始化类 Children 因为没有主动使用 Children；会初始化Parent 因为访问了str1
        System.out.println(Children.str1);

        System.out.println("===========================");
        
        // 会初始化Parent 也会初始化Children。因为访问了str2，要初始化Children，又因为子类被初始化，所以父类也被主动使用，进行初始化
        System.out.println(Children.str2);
    }

    static class Parent {
        static String str1 = "hello";

        static {
            System.out.println("Parent初始化。。。。");
        }
    }

    static class Children extends Parent {
        static String str2 = "world";

        static {
            System.out.println("Children初始化。。。。");
        }
    }


}

对应的输出：

Parent初始化。。。。
hello
===========================
Children初始化。。。。
world