一个运行时的Java虚拟机(JVM)负责运行一个Java程序。
当启动一个Java程序时，一个虚拟机实例诞生；当程序关闭退出，这个虚拟机实例也就随之消亡。
如果在同一台计算机上同时运行多个Java程序，将得到多个Java虚拟机实例，每个Java程序都运行于它自己的Java虚拟机实例中。
在如下几种情况下，Java虚拟机将结束生命周期：
1.执行了System.exit()方法
2.程序正常执行结束
3.程序在执行过程中遇到了异常或错误而异常终止
4.由于操作系统出现错误而导致Java虚拟机进程终止
类的生命周期
类的加载
xx.class的字节码文件，把字节码文件加载到方法区中
类的加载指的是将类的.class文件中的二进制数据读入到内存中，将其放在运行时数据区的方法区内，然后在堆区创建一个java.lang.Class对象，用来封装类在方法区内的数据结构。
加载.class文件的方式
1.从本地系统中直接加载
2.通过网络下载.class文件
3.从zip，jar等归档文件中加载.class文件
4.从专有数据库中提取.class文件
5.将Java源文件动态编译为.class文件
类的加载的最终产品是位于堆区中的Class对象。
Class对象封装了类在方法区内的数据结构，并且向Java程序员提供了访问方法区内的数据结构的接口。
验证：验证字节码文件的准确性。
类的验证内容：
1.类文件的结构检查
确保类文件遵从Java类文件的固定格式。
2.语义检查
确保类本身符合Java语言的语法规定，比如验证final类型的类没有子类，以及final类型的方法没有被覆盖。
注意，语义检查的错误在编译器编译阶段就会通不过，但是如果有程序员通过非编译的手段生成了类文件，其中有可能会含有语义错误，此时的语义检查主要是防止这种没有编译而生成的class文件引入的错误。
3.字节码验证
确保字节码流可以被Java虚拟机安全地执行。
字节码流代表Java方法(包括静态方法和实例方法)，它是由被称作操作码的单字节指令组成的序列，每一个操作码后都跟着一个或多个操作数。
字节码验证步骤会检查每个操作码是否合法，即是否有着合法的操作数。
4.二级制兼容性的验证
确保相互引用的类之间的协调一致。
例如，在Worker类的gotoWork()方法中会调用Car类的run()方法，Java虚拟机在验证Worker类时，会检查在方法区内是否存在Car类的run()方法，假如不存在(当Worker类和Car类的版本不兼容就会出现这种问题)，就会抛出NoSuchMethodError错误。
准备：给类变量（静态变量）分配空间并且进行默认初始化。
在准备阶段，Java虚拟机为类的静态变量分配内存，并设置默认的初始值。
例如对于以下Sample类，在准备阶段，将为int类型的静态变量a分配4个字节的内存空间，并且赋予默认值0，为long类型的静态变量b分配8个字节的内存空间，并且赋予默认值0。
public class Sample { private static int a = 1; private static long b; static { b = 2; } }
解析：把字节码中的一些符号转换成指针
在解析阶段，Java虚拟机会把类的二级制数据中的符号引用替换为直接引用。
例如在Worker类的gotoWork()方法中会引用Car类的run()方法。
public void gotoWork() { car.run();// 这段代码在Worker类的二进制数据中表示为符号引用 }
在Worker类的二进制数据中，包含了一个对Car类的run()方法的符号引用，它由run()方法的全名和相关描述符组成。
在解析阶段，Java虚拟机会把这个符号引用替换为一个指针，该指针指向Car类的run()方法在方法区内的内存位置，这个指针就是直接引用。
类变量（静态变量）进行声明处或静态块处初始化。
类的初始化步骤
1.假如这个类还没有被加载和连接，那就先进行加载和连接。
2.假如类存在直接的父类，并且这个父类还没有被初始化，那就先初始化直接的父类。
3.假如类中存在初始化语句，那就依次执行这些初始化语句。
类的初始化时机
Java程序对类的使用方式可以分为两种：
1.主动使用
2.被动使用
所有的Java虚拟机实现必须在每个类或接口被Java程序首次主动使用时才初始化它们。
主动使用的六种情况：
1.创建类的实例。
2.访问某个类或接口的静态变量，或者对该静态变量赋值。
3.调用类的静态方法
4.当使用反射方法强制创建某个类或接口的对象时
5.当初始化某个子类时，该子类的所有父类都会被初始化
6.当虚拟机Java命令运行启动类
除了以上六种情况，其他使用Java类的方式都被看作是对类的被动使用，都不会导致类的初始化。
调用类中的方法
卸载
类的加载器
Bootstrap、ClassLoader
负责加载核心类库 lib下（C:Program FilesJavajdk1.8.0_151jrelib），是用原生代码来实现的（C实现的），并不继承自java.lang.ClassLoader。
加载扩展类和应用程序类加载器，并指定它们的父类加载器。
Extension ClassLoader，父类是根类加载器
用来加载java的扩展库（JAVA_HOME/jre/lib/ext/*.jar,或java.ext.dirs路径下的内容）java虚拟机的实现会提供一个扩展库目录。该类加载器在此目录里面查找并加载java类。
由sun.miscLauncher$ExtClassLoader实现，继承自java.lang.ClassLoader
System ClassLoader，父类是扩展类加载器
负责加载自己编写的类 classpath下
自定义类加载器
public static void main(String[] args) { //AppClassLoader 系统类加载器 System.out.println(TestLoader1.class.getClassLoader()); //ExtClassLoader 扩张类加载器 System.out.println(TestLoader1.class.getClassLoader().getParent()); //null根类加载器无法查看 System.out.println(TestLoader1.class.getClassLoader().getParent().getParent()); }
类加载的父委托机制
loader2首先从自己的命名空间中查找Sample类是否已经被加载，如果已经加载，就直接返回代表Sample类的Class对象的引用。
如果Sample类还没有被加载，loader2首先请求loader1代为加载，loader1再请求系统类加载器代为加载，系统类加载器再请求扩展类加载器代为加载，扩展类加载器再请求根类加载器代为加载。
若根类加载器和扩展类加载器都不能加载，则系统类加载器尝试加载，若能加载成功，则将Sample类所对应的Class对象的引用返回给loader1，loader1再返回给loader2，从而成功将Sample类加载进虚拟机。
若系统加载器不能加载Sample类，则loader1尝试加载Sample类，若loader1也不能成功加载，则loader2尝试加载。
若所有的父加载器及loader2本身都不能加载，则抛出ClassNotFoundException异常。
总结下来就是：
每个加载器都优先尝试用父类加载，若父类不能加载则自己尝试加载；若成功则返回Class对象给子类，若失败则告诉子类让子类自己加载。所有都失败则抛出异常。
类加载器的工作原理
类加载器的工作原理基于三个机制：委托、可见性和单一性。
委托机制
当一个类加载和初始化的时候，类仅在有需要加载的时候被加载。假设你有一个应用需要的类叫作Abc.class，首先加载这个类的请求由Application类加载器委托给它的父类加载器Extension类加载器，然后再委托给Bootstrap类加载器。Bootstrap类加载器会先看看rt.jar中有没有这个类，因为并没有这个类，所以这个请求由回到Extension类加载器，它会查看jre/lib/ext目录下有没有这个类，如果这个类被Extension类加载器找到了，那么它将被加载，而Application类加载器不会加载这个类；而如果这个类没有被Extension类加载器找到，那么再由Application类加载器从classpath中寻找。记住classpath定义的是类文件的加载目录，而PATH是定义的是可执行程序如javac，java等的执行路径。
可见性机制
根据可见性机制，子类加载器可以看到父类加载器加载的类，而反之则不行。所以下面的例子中，当Abc.class已经被Application类加载器加载过了，然后如果想要使用Extension类加载器加载这个类，将会抛出java.lang.ClassNotFoundException异常。
package test; import java.util.logging.Level; import java.util.logging.Logger; /** * Java program to demonstrate How ClassLoader works in Java, * in particular about visibility principle of ClassLoader. * * @author Javin Paul */ public class ClassLoaderTest { public static void main(String args[]) { try { //printing ClassLoader of this class System.out.println("ClassLoaderTest.getClass().getClassLoader() : " + ClassLoaderTest.class.getClassLoader()); //trying to explicitly load this class again using Extension class loader Class.forName("test.ClassLoaderTest", true , ClassLoaderTest.class.getClassLoader().getParent()); } catch (ClassNotFoundException ex) { Logger.getLogger(ClassLoaderTest.class.getName()).log(Level.SEVERE, null, ex); } } }
输出
ClassLoaderTest.getClass().getClassLoader() : sun.misc.Launcher$AppClassLoader@601bb1 16/08/2012 2:43:48 AM test.ClassLoaderTest main SEVERE: null java.lang.ClassNotFoundException: test.ClassLoaderTest at java.net.URLClassLoader$1.run(URLClassLoader.java:202) at java.security.AccessController.doPrivileged(Native Method) at java.net.URLClassLoader.findClass(URLClassLoader.java:190) at sun.misc.Launcher$ExtClassLoader.findClass(Launcher.java:229) at java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:306) at java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:247) at java.lang.Class.forName0(Native Method) at java.lang.Class.forName(Class.java:247) at test.ClassLoaderTest.main(ClassLoaderTest.java:29)
单一性机制
根据这个机制，父加载器加载过的类不能被子加载器加载第二次。虽然重写违反委托和单一性机制的类加载器是可能的，但这样做并不可取。你写自己的类加载器的时候应该严格遵守这三条机制。
如何显式的加载类
Java提供了显式加载类的API：Class.forName(classname)和Class.forName(classname, initialized, classloader)。就像上面的例子中，你可以指定类加载器的名称以及要加载的类的名称。类的加载是通过调用java.lang.ClassLoader的loadClass()方法，而loadClass()方法则调用了findClass()方法来定位相应类的字节码。在这个例子中Extension类加载器使用了java.net.URLClassLoader，它从JAR和目录中进行查找类文件，所有以”/”结尾的查找路径被认为是目录。如果findClass()没有找到那么它会抛出java.lang.ClassNotFoundException异常，而如果找到的话则会调用defineClass()将字节码转化成类实例，然后返回。
什么地方使用类加载器
类加载器是个很强大的概念，很多地方被运用。最经典的例子就是AppletClassLoader，它被用来加载Applet使用的类，而Applets大部分是在网上使用，而非本地的操作系统使用。使用不同的类加载器，你可以从不同的源地址加载同一个类，它们被视为不同的类。J2EE使用多个类加载器加载不同地方的类，例如WAR文件由Web-app类加载器加载，而EJB-JAR中的类由另外的类加载器加载。有些服务器也支持热部署，这也由类加载器实现。你也可以使用类加载器来加载数据库或者其他持久层的数据。