Java 类加载过程

一个java文件从编码完成到最终执行，一般主要包括两个过程：编译和运行。编译，即是写好的Java文件通过javac命令编译成字节码，也就是常见的.class文件；运行，则是把编译.class文件交给Java虚拟机（JVM）运行。

类加载过程即是指JVM虚拟机把.class文件中类信息加载进内存，并进行解析生成对应的class对象的过程。

例子：JVM 在执行某段代码时，遇到了 class A，然而此时内存中并没有 class A 的相关信息，于是 JVM 就会到相应的 class 文件中去寻找 class A 的类信息，并加载进内存中，这就是所说的类加载过程。

类加载过程分为 加载、验证、准备、解析、初始化、使用、卸载 7个阶段

1、加载

加载阶段主要是：

（1）、通过类的权限定名获取类的二进制文件流

（2）、将字节流所代表的静态存储结构转变为方法区的运行时数据结构

（3）、在堆中生成此类的java.lang.class对象，作为方法区这些数据的访问入口

加载阶段是开发可控性最强的阶段，比如说开发可以使用自定义类加载器去加载某个类，类的来源也可以是jar包、class文件、甚至是网络流。

重点：

（1）、字节码来源：一般的加载来源包括从本地路径下编译生成的.class文件，从jar包中的.class文件，从远程网络，以及动态代理实时编译

（2）、类加载器。一般包括启动类加载器（BootstrapClassLoader）、扩展类加载器（ExtensionClassLoader）、应用类加载器（ApplicationClassLoader）、用户的自定义类加载器（CustomerClassLoader）。

注：为什么会有自定义类加载器？

（1）、由于 java 代码很容易被反编译，如果需要对自己的代码加密的话，可以对编译后的代码进行加密，然后再通过实现自己的自定义类加载器进行解密，最后再加载。

（2）、也有可能从非标准的来源加载代码，比如从网络来源，那就需要自己实现一个类加载器，从指定源进行加载。

2、验证

验证是连接过程的第一步，它是为了确保class文件的字节流符合虚拟机的规范。

加载阶段加载class文件，并未规定class文件的来源，如果愿意，甚至可以手动编写class文件，但这样的class文件有可能不符合虚拟机规范，所以需要验证。它主要进行以下方面验证：

（1）、文件格式验证

（2）、元数据验证

（3）、字节码验证

（4）、符号引用验证

3、准备

准备阶段是为类变量正式分配内存并赋默认值的阶段，这些内存都在方法区内分配。

强调：只为类变量分配内存，即是为static变量分配内存，一般成员变量是在类被实例化时分配内存；只会为static变量赋默认值。假设有static变量：

public static int val = 123;

那么准备阶段，val的值会变成0，而不是123。而把val赋值为123的putstatic指令是在程序被编译后，存放在 clinit 方法中，所以val被赋值为123 发生在初始化阶段，即第5个阶段。

如果是final修饰的static变量呢？如果字段的字段属性表中存在ConstantValue属性，那么准备阶段，变量就会被初始化为ConstantValue存储的值。

假设上述变量为：

public static final int val = 123;

编译时javac会为val生成ConstantValue属性，准备阶段value的值就会成为123。

4、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。

（1）、符号引用是指字面量，能无歧义地定位到目标就好，它与虚拟机的内存布局无关。

（2）、直接引用是指可以直接访问到对象的指针或句柄，与内存布局相关的。

解析主要针对类或接口、字段、类方法、接口方法4类符号引用。

5、初始化

初始化是类加载过程的最后一步，除了加载过程，开发可以使用自定义类加载器参与外，其它过程全都是虚拟机自己控制着。初始化阶段，才真正开始执行Java程序代码。

准备阶段，为static变量分配内存并赋默认值，而初始化阶段则会执行clinit方法，为static变量分配代码中所指定的值。

（1）、方法是虚拟机自动生成的，编译器收集类中类变量的赋值语句、static静态语句块合并产生方法。收集的顺序是代码顺序

（2）、方法和 init 方法不同，它不需要显示调用父类方法，因为虚拟机保证在调用子类方法前，父类方法已经执行完毕。

（3）、因为父类的方法先执行，所以父类静态语句块要优先于子类的静态语句块。

（4）、方法并不是必须的，如果代码中没有定义静态变量或者静态语句块，则没有方法。