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虚拟机把描述类的数据从Class文件加载到内存，并对数据进行校验，解析和初始化，最终形成可以被虚拟机直接使用的Java类型。
一、类的生命周期
二、类加载时机
必须对类进行"初始化"的情况：
- 使用new关键字实例化对象的时候
- 读取或设置一个类型的静态字段(被final修饰、已在编译期把结果放入常量池的静态字段除外)的时候。
- 调用一个类型的静态方法的时候
- 使用java.lang.reflect包的方法对类型进行反射调用的时候。
- 当初始化类的时候，发现其父类还没有进行过初始化的时候。
- 当虚拟机启动时，用户需要制定一个要执行的主类(包含main()方法的那个类)，虚拟机会先初始化这个主类。
- 如果一个java.lang.invoke.MethodHandle实例最后的解析结果为REF_getStatic、REF_putStatic、REF_invokeStatic、REF_newInvokeSpecial四种类型的方法句柄，并且这个方法句柄对应的类没有进行过初始化的时候
- 被default关键字修饰的接口方法，如果这个接口的实现类发生了初始化的时候。
三、类加载的过程
1、加载
加载(Loading)阶段是整个类加载过程中的一个阶段。
加载阶段需要完成的事
- 通过一个类的全限定名来获取定义此类的二进制字节流。
- 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。
- 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访问入口。
获取二进制字节流的来源：
- 从ZIP压缩包中读取，JAR、EAR、WAR。
- 从网络中获取，Web Applet。
- 动态代理
- 由其他文件生成，JSP文件生成对应的Class文件。
- 从数据库中读取，SAP Netweaver可以选择把程序安装到数据库中完成程序代码在集群间的分发。
- 可以从加密文件中获取，防Class文件被反编译的保护措施，通过加载时解密Class文件来保障程序运行逻辑不被窥探。
2、验证
确保Class文件的字节流中包含的信息符合约束要求，保证这些信息被当作代码运行后不会危害虚拟机自身的安全。
四个阶段的验证动作：
- 文件格式验证，包括魔数、主次版本、常量池常量类型，访问标识等等
- 元数据验证，包括是否有父类、是否继承了不允许被继承的类，非抽象类是否实现了父类或接口中要求实现的方法等等
- 字节码验证，通过数据流分析和控制流分析，确定程序语义是合法的、符合逻辑的。
- 符号引用验证，对类自身以外的各类信息进行匹配性校验(该类是否缺少或者禁止访问它依赖的某些外部类、方法、字段等资源)
3、准备
正式为类中定义的变量(即静态变量)分配内存并设置类变量初始值的阶段。
4、解析
Java虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程。
符号引用：符号引用以一组符号来描述所引用的目标，符号可以是任何形式的字面量，只要使用时能无歧义地定位到目标即可。
直接引用：直接引用是可以指向目标的指针、相对偏移量或者是一个能间接定位到目标的句柄。
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进行。
- 类或接口的解析(类：D，符号引用：N，类或接口的直接应用：C)
- 如果C不是一个数组类型，那虚拟机将会把代表N的全部限定名传递给D的类加载器区加载这个类C。在加载过程中，由于元数据验证、字节码验证的需要，又可能触发其他相关类的加载动作，例如加载这个类的父类或实现的接口。一旦这个加载过程出现了任何异常，解析过程就将宣告失败。
- 如果C是一个数组类型，并且数组的元素类型为对象，也就是N的描述符是类似"[Ljava/lang/Integer"的形式，那将会按照第一点的规则加载数组元素类型。如果N的描述符如前面所假设的形式，需要加载的元素类型就是"java.lang.Integer"，接着由虚拟机生成一个代表该数组维度和元素的数组对象。
- 如果上面两步没有出现任何异常，那么C在虚拟机中实际上已经成为一个有限的类或接口了，但在解析完成前还要进行符号引用验证，确认D是否具有对C的访问权限。如果发现不具备访问权限，将抛出java.lang.IllegalAccessError异常。
- 字段解析
- 如果C本身就包含了简单名称和字段描述符都与目标想匹配的字段，则返回这个字段的直接引用，查找结束
- 否则，如果在C中实现了接口，将会按照继承关系从下往上递归搜索各个接口和它的父接口，如果接口中包含了简单名称和字段描述都与目标相匹配的字段，则返回这个字段的直接引用，查找结束。
- 否则，如果C不是java.lang.Object的话，将会按照继承关系从下往上递归搜索器父类，如果在父类中包含了简单名称和字段描述符都与目标想匹配的字段，则返回这个字段的直接引用，查找结束。
- 否则，查找失败，抛出java.lang.NoSuchFieldError异常。
- 方法解析
- 由于Class文件格式中类的方法和接口的方法符号引用的常量类型定义是分开的，如果在类的方法表中发现class_index中索引的C是个接口的话，那就直接抛出java.lang.IncompatibleClassChangeError异常。
- 如果通过了第一步，在类C中查找是否有简单名称和描述符都与目标想匹配的方法，如果有则返回这个方法的直接引用，查找结束。
- 否则，在类C的父类中递归查找是否有简单名称和描述符都与目标相匹配的方法，如果有则返回这个方法的直接引用，查找结束。
- 否则，在类C实现的接口列表及它们的父接口之中递归查找是否有简单名称和描述符都与目标相匹配的方法，如果存在匹配的方法，说明类C是一个抽象类，这时候查找结束，抛出java.lang.AbstractMethodError异常。
- 否则，宣告方法查找失败，抛出java.lang.NoSuchMethodError。
- 接口方法解析
- 与类的方法解析相反，如果在接口方法表中发现class_index中的索引C是个类而不是接口，那么就直接抛出java.lang.IncomepatibleClassChangeError异常。
- 否则，在接口C中查找是否有简单名称和描述符都与目标相匹配的方法，如果有则返回这个方法的直接引用，查找结束
- 否则，在接口C的父接口中递归查找，直到java.lang.Object类(接口方法的查找范围也会包括Object类中的方法)为止，看是否有简单名称和描述符都与目标相匹配的方法，如果有则返回这个方法的直接引用，查找结束。
- 对于规则3，由于Java的接口允许多重继承，如果C的不同父接口中存有多个简单名称和描述符都与目标相匹配的方法，那将会从这多个方法中返回其中一个兵结束查找。
- 否则，宣告方法查找失败，抛出java.lang.NoSuchMethodError异常。
5、初始化
- 根据程序员通过程序编码指定的主观计划去初始化类变量和其他资源。(初始化阶段就是执行类构造器()方法的过程)。
- ()方法时有编译器自动收集类中的所有类变量的赋值动作和静态语句块(static{}块)中的语句合并产生的，编译器收集的顺序是由语句在源文件中出现的顺序决定的，静态语句块中只能访问到定义在静态语句块之前的变量，定义在它之后的变量，在前面的静态语句块可以赋值，但是不能访问。
public class Test { static { i = 0; // 给变量赋值可以正常编译通过 System.out.print(i); // 这句编译器会提示"非法向前引用" } static int i = 1;}- ()方法与类的构造函数(即在虚拟机视角中的实例构造器()方法)不同，它不需要显式地调用父类构造器，Java虚拟机会保证在子类的()方法执行前，父类的()方法已经执行完毕。因此在Java虚拟机中第一个被执行的()方法的类型肯定是java.lang.Object。
- 由于父类的()先执行，也就意味着父类中定义的静态语句块要优先于子类的变量赋值操作。
static class Parent { public static int A = 1; static { A = 2; }}static class Sub extends Parent { public static init B = A;}public static void main(String[] args) { System.out.println(Sub.B);}- ()方法对于类或接口来说并不是必须的，如果一个类中没有静态语句块，也没有对变量的赋值操作，那么编译器可以不为这个类生成()方法。
- 接口中不能使用静态语句块，但仍然有变量初始化的赋值操作，因此接口与类一样都会生成()方法。但接口与类不同的是，执行接口的()方法不需要先执行父接口的()方法，因为只有父接口中定义的变量被使用时，父接口才会被初始化。此外，接口的实现类在初始化时也一样不会执行接口的()方法。
- Java虚拟机必须保证一个类的()方法在多线程环境中被正确地加锁同步，如果多个线程同时去初始化一个类，那么只会有其中一个线程区执行这个类的()方法。如果在一个类的()方法中有耗时很长的操作，那么可能造成多个进程阻塞。
static class DeadLoopClass { static { // 如果不加上这个if语句，编译器将提示"Initializer does not complete normally"，并拒绝编译 if (true) { System.out.prinln(Thread.currentThread() + "init DeadLoopClass"); while (true) { } } }}public static void main(String[] args) { Runnable script = new Runnable() { public void run() { System.out.prinln(Thread.currentThread() + "start"); DeadLoopClass dlc = new DeadLoopClass(); System.out.prinln(Thread.currentThread() + "run over"); } }; Thread thread1 = new Thread(script); Thread thread2 = new Thread(script); thread1.start(); thread2.start();}本文由新手java开发原创，欢迎关注，带你一起长知识！