JVM类加载机制总结

1.运行时加载优点

提高灵活性，可以在运行时动态加载，连接。例子：面向接口编程，动态绑定实现类（但C++也有动态绑定，说明动态绑定不一定通过运行时加载Class字节码实现，也可能是机器码支持的）

2.编译并在运行时动态加载字节码优点

可在运行时动态获取二进制字节流作为动态代码，比如可以从网络上获取；可以做一个循环，动态从某文件库获取；可以从指定的ClassPath路径获取，比如一个jar包目录

3.与动态类型语言的区别

动态类型语言如JS,可在运行时添加类型属性，方法，在运行时改变类型行为

4.类加载生命周期

加载、验证、准备、解析、初始化、使用、卸载。按这个顺序开始，但交叉执行。验证、准备、解析统称为连接。解析阶段不一定按这个顺序，可以在初始化之后，为了支持上文的动态绑定（运行时绑定）。

5.必须“初始化”（类加载第5阶段）的几种情况（主动引用，有且仅有这些情况时要初始化，初始化钱当然要先“加载”，所以也是必须加载的几种情况）

new实例化对象、读取或设置类static非final字段（final static在编译时存入常量池）、调用类静态方法、类反射调用、初始化一个类时先初始化其父类、虚拟机启动的带main方法的执行主类（虚拟机执行入口）等。

6.不会激发“初始化”的情况（被动引用）

a.引用子类使用其父类的static非final字段（直接定义这个字段的类），只会初始化父类，不会初始化子类。子类是否加载、验证（类加载第1,2阶段），取决于虚拟机具体实现，无规定

b.通过数组定义引用类，不会触发该类初始化。这里触发了一个虚拟机自动生成的代表数组的类的初始化，里面有数组相关属性，比如public的length字段（数组长度）

c.一个类引用另一个类的public static final字段，不会初始化另一个类。该字段引用在编译时进入了前一个类（引用类）的常量池中，编译后就与后一个类完全没关系了。

d.接口初始化：不要求初始化其父类接口，这与类初始化不同。只有使用到父接口比如引用其常量时才会初始化父类接口

7.类加载过程

加载阶段：一个非数组类的加载是开发人员可控性最强的，可以使用系统的引导类加载器，也可使用用户自定义类加载器控制字节流获取方式（下面a所述），即重写loadClass方法。数组类由虚拟机创建，其元素类型由类加载器加载。

a.通过类全限定名获取其字节流，方式：zip/jar/war、网络、运行时计算生成（主要指动态代理生成的"*$Proxy"代理类Class文件）、其他文件生成（如jsp）、数据库读取等

b.字节流静态存储结构转换成方法区运行时数据结构

c.内存中生成代表该类的java.lang.Class对象，作为方法区类数据访问入口

验证阶段：

a.文件格式验证：如魔数开头、主次版本号、常量类型、不符合UTF8的编码

b.元数据验证：语义校验，比如是否有父类、是否继承final类（不允许继承）、是否实现接口、是否覆盖了父类final方法（不允许覆盖）

c.字节码验证：数据流与控制流验证，语义是否合法、符合逻辑。方法体校验：操作数栈数据类型是否与指令码使用类型匹配、指令是否跳到方法体外、方法体内类型转换是否有效

d.符号引用验证：符号引用转为直接引用是在解析阶段进行的，这里是对类自身以外（常量池中各种符号引用）的信息进行匹配校验，比如全限定名是否能找到该类、指定类是否有该符号引用所引用的方法和字段、引用的类、方法、字段访问性（private,protected,public,default）是否可被当前类引用，抛出对应IllegalAccessError、NoSuchMethodError等。

准备阶段：

在方法区将类变量（static）分配内存并设置初始值,通常赋类型零值。如public static int value=123;是赋值为0不是123.赋值123是putstatic指令，在类构造器<clinit>()中，是在初始化阶段才执行的。但public static int value=123;则在准备阶段赋值123.

解析阶段：

将常量池内符号引用替换为直接引用。符号引用：目标不一定已加载入内存。直接引用：直接指向目标的指针、相对偏移量或可间接定位的句柄。引入目标必定在内存中存在。

解析的7类符号引用：类或接口、字段、类方法、接口方法、方法类型、方法句柄、调用点限定符。

递归加载这些符号引用解析成直接引用后的那些类、父类、接口、父接口，进内存，然后使用直接引用指向它们。

初始化阶段：

执行类构造器<clinit>()方法的过程。

<clinit>()方法由编译器自动搜集所有类变量赋值动作和static{}块合并产生，顺序由源文件中出现顺序决定。static{}块可赋值在其后定义的变量，但不可访问。

public class Test {

　　static {

　　　　i = 0;//正常编译

　　　　System.out.println(i);//非法向前引用！！

　　}

　　static int i = 1;

}

父类<clinit>()方法先于子类<clinit>()执行，由虚拟机调用，而不是子类<clinit>()方法调用。因此父类静态块要优先于子类变量赋值动作。（值为多少的面试题）

static class Parent {

　　public static int A = 1;

　　static {

　　　　A = 2;

　　}

}

static class Sub extents Parent {

　　public static int B = A;

}

public static void main(String[] args) {

　　System.out.println(Sub.B);

}

B值为2.

接口没有静态块。<clinit>()方法用于变量初始化赋值。不需要先执行父类接口<clinit>()方法，使用时执行。实现接口的类初始化也不需要执行接口<clinit>()，使用时执行。

虚拟机保证<clinit>()方法多线程下安全。如多线程执行，其他线程会阻塞，但退出后其他线程也不会再进入执行。同一个类加载器下（一个类与其加载器一起确定唯一性），一个类型只初始化一次！