jvm(5)：类加载机制

类加载时机

Java虚拟机规范并没有强制约束类加载过程的第一个阶段时机，但对初始化阶段由严格规定5中必须立即对类进行初始化的情况：

1. 遇到new、getstatic、putstatic或invokestatic这4条字节码指令时，如果类没有进行过初始化，则需要先触发其初始化。
   • 使用new关键字实例化对象
   • 读取或设置一个类的静态字段（被final修饰、已在编译期把结果放入常量池的静态字段除外）
   • 调用一个类的静态方法
2. 使用java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用的时候。
3. 当初始化一个类的时候，如果发现其父类还没有进行过初始化，则需要先触发其父类的初始化。
4. 当虚拟机启动时，用户需要指定一个要执行的主类，虚拟机会先初始化这个主类。
5. 如果一个java.lang.invoke.MethodHandle实例最后的解析结果REF_getStatic、REF_putStatic、REF_invokeStatic的方法句柄，并且这个方法句柄所对应的类没有进行过初始化，则需要先触发其初始化。

类加载过程

加载

1. 通过一个类的全限定名来获取此类的二进制字节流。
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。

验证

目的：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。

如果验证到输入的字节流不符合Class文件格式的约束，虚拟机就应抛出一个java.lang.VerifyError异常或其子异常。

1. 文件格式验证
2. 元数据验证
   • 对类的元数据信息进行语义校验。
3. 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。
4. 符号引用验证
   • 发生在虚拟机将符号引用转化为直接引用的时候。

准备

正式为类变量分配内存并设置类变量初始值的阶。类变量所使用的内存都将在方法区中进行分配。

是类变量（被static修饰的变量），不包括实例变量！！！

初始值通常是零值。ConstantValue属性是个例外。

解析

虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用。

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。

初始化

真正开始执行类中定义的Java程序代码（字节码）。

根据程序员通过程序指定的主观计划去初始化类变量和其他资源。

初始化阶段是执行类构造器<clienit>()方法的过程。

<clienit>()方法是由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中的语句合并产生的，收集顺序是语句在源文件中的出现顺序。因此，定义在静态语句块之后的变量，在语句块中可以赋值但不能访问。它不需要显示调用父类构造器，因此，父类中定义的静态语句块优于子类的赋值操作。

类加载

对于任意一个类，都需要由加载它的类加载器和这个类本身一同确立其在Java虚拟机中的唯一性。

双亲委模型

两种类加载器

• 启动类加载器，是虚拟机自身的一部分。将虚拟机识别的类库加载到虚拟机内存中。
• 其他的类加载器，用Java实现，独立于虚拟机外部

双亲委派模型要求除了顶层的启动类加载器外，其余的类加载器都应当有自己的父类加载器。父子关系是通过组合实现的。

如果一个类加载收到了类加载的请求，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把这个请求委派给父类加载器去完成，每一个层次的类加载器都是如此，因此所有的加载请求最终都应该传送到顶层的启动类加载器中，只有当父加载器反馈自己无法完成这个加载请求时，子加载器才会尝试自己去加载。

目的：保证得到同一个类