1. 什么是类加载Java 程序运行时JVM 需要把 .class 字节码文件从磁盘 / 网络读取到内存转换成方法区的运行时数据结构并创建 Class 对象放入堆中作为该类的访问入口这个全过程就是类加载机制。1.1 类的生命周期1.类加载的过程包括了加载、验证、准备、解析、初始化五个阶段。2.在这五个阶段中加载、验证、准备和初始化这四个阶段发生的顺序是确定的而解析阶段则不一定它在某些情况下可以在初始化阶段之后开始这是为了支持Java语言的运行时绑定(也称为动态绑定或晚期绑定)。1.2 类的加载: 查找并加载类的二进制数据在加载阶段虚拟机需要完成以下三件事情:1.通过一个类的全限定名来获取其定义的二进制字节流2.将这个字节流所代表的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构3.在Java堆中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象作为对方法区中这些数据的访问入口相对于类加载的其他阶段而言加载阶段(准确地说是加载阶段获取类的二进制字节流的动作)是可控性最强的阶段因为开发人员既可以使用系统提供的类加载器来完成加载也可以自定义自己的类加载器来完成加载。加载阶段完成后虚拟机外部的 二进制字节流就按照虚拟机所需的格式存储在方法区之中而且在Java堆中也创建一个java.lang.Class类的对象这样便可以通过该对象访问方法区中的这些数据。类加载器并不需要等到某个类被“首次主动使用”时再加载它JVM规范允许类加载器在预料某个类将要被使用时就预先加载它如果在预先加载的过程中遇到了.class文件缺失或存在错误类加载器必须在程序首次主动使用该类时才报告错误(LinkageError错误)如果这个类一直没有被程序主动使用那么类加载器就不会报告错误。2. 连接2.1 验证: 确保被加载的类的正确性验证是连接阶段的第一步这一阶段的目的是为了确保Class文件的字节流中包含的信息符合当前虚拟机的要求并且不会危害虚拟机自身的安全。验证阶段大致会完成4个阶段的检验动作:文件格式验证:验证字节流是否符合Class文件格式的规范例如:是否以0xCAFEBABE开头、主次版本号是否在当前虚拟机的处理范围之内、常量池中的常量是否有不被支持的类型。元数据验证:对字节码描述的信息进行语义分析(注意:对比javac编译阶段的语义分析)以保证其描述的信息符合Java语言规范的要求例如:这个类是否有父类除了java.lang.Object之外。字节码验证:通过数据流和控制流分析确定程序语义是合法的、符合逻辑的。符号引用验证:确保解析动作能正确执行。2.2 准备为类的静态变量分配内存并将其初始化为默认值准备阶段是正式为类变量分配内存并设置类变量初始值的阶段这些内存都将在方法区中分配。对于该阶段有以下几点需要注意:1.这时候进行内存分配的仅包括类变量(static)而不包括实例变量实例变量会在对象实例化时随着对象一块分配在Java堆中。2.这里所设置的初始值通常情况下是数据类型默认的零值(如0、0L、null、false等)而不是被在Java代码中被显式地赋予的值。3.假设一个类变量的定义为:publicstaticintvalue3那么变量value在准备阶段过后的初始值为0而不是3因为这时候尚未开始执行任何Java方法而把value赋值为3的putstatic指令是在程序编译后存放于类构造器clinit()方法之中的所以把value赋值为3的动作将在初始化阶段才会执行2.3 解析把类中的符号引用转换为直接引用解析阶段是虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程解析动作主要针对类或接口、字段、类方法、接口方法、方法类型、方法句柄和调用点限定符7类符号引用进行。符号引用就是一组符号来描述目标可以是任何字面量。直接引用就是直接指向目标的指针、相对偏移量或一个间接定位到目标的句柄。3. 初始化初始化为类的静态变量赋予正确的初始值JVM负责对类进行初始化主要对类变量进行初始化。在Java中对类变量进行初始值设定有两种方式:1.声明类变量是指定初始值2.使用静态代码块为类变量指定初始值3.1 JVM初始化步骤假如这个类还没有被加载和连接则程序先加载并连接该类假如该类的直接父类还没有被初始化则先初始化其直接父类假如类中有初始化语句则系统依次执行这些初始化语句3.2 类初始化时机只有当对类的主动使用的时候才会导致类的初始化类的主动使用包括以下六种:创建类的实例也就是new的方式访问某个类或接口的静态变量或者对该静态变量赋值调用类的静态方法反射(如Class.forName(“com.paics.jvm.Test”))初始化某个类的子类则其父类也会被初始化Java虚拟机启动时被标明为启动类的类(Java Test)直接使用java.exe命令来运行某个主类4. 使用类访问方法区内的数据结构的接口 对象是Heap区的数据5. 卸载5.1 类卸载条件全部满足才会被 GC 回收该类所有实例全部被回收该类对应的 Class 对象无任何地方引用加载该类的自定义 ClassLoader 实例被回收5.2 无法卸载的类Bootstrap、Ext、App 系统加载器加载的类永远不会卸载只有自定义类加载器加载的类满足条件才能卸载用于热部署。