java类加载过程
1 java类加载过程
jvm P209
https://blog.csdn.net/weixin_41563161/article/details/103885802 双亲委派模型
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jvm p214
一 简介
一个Java文件从编码完成到最终执行，一般主要包括两个过程
编译
运行
编译，即把我们写好的java文件，通过javac命令编译成字节码，也就是我们常说的.class文件。
运行，则是把编译声称的.class文件交给Java虚拟机(JVM)执行。
类加载过程即是指JVM虚拟机把.class文件中类信息加载进内存，并进行解析生成对应的class对象的过程。
举个通俗点的例子来说，JVM在执行某段代码时，遇到了class A， 然而此时内存中并没有class A的相关信息，于是JVM就会到相应的class文件中去寻找class A的类信息，并加载进内存中，这就是我们所说的类加载过程。
由此可见，JVM不是一开始就把所有的类都加载进内存中，而是只有第一次遇到某个需要运行的类时才会加载，且只加载一次。
二 类加载
类加载的过程主要分为三个部分：
1 加载
2 链接（而链接又可以细分为三个小部分：）
验证
准备
解析
3 初始化
4 使用
5卸载
加载（重点）
第一种说法
加载，是指Java虚拟机查找字节流（查找.class文件），并且根据字节流创建java.lang.Class对象的过程。这个过程，将类的.class文件中的二进制数据读入内存，放在运行时区域的方法区内。然后在堆中创建java.lang.Class对象，用来封装类在方法区的数据结构。
类加载阶段：
（1）Java虚拟机将.class文件读入内存，并为之创建一个Class对象。
（2）任何类被使用时系统都会为其创建一个且仅有一个Class对象。
（3）这个Class对象描述了这个类创建出来的对象的所有信息，比如有哪些构造方法，都有哪些成员方法，都有哪些成员变量等。
Student类加载过程图示：
第二种说法(采用此说法)
加载阶段是“类加载机制”中的一个阶段，这个阶段通常也被称作“装载”，主要完成：
1.通过“类全名”来获取定义此类的二进制字节流
2.将字节流所代表的静态存储结构转换为方法区的运行时数据结构
3.在java内存中实例化中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为方法区这些数据的访问入口
（这里原书上说明并没有明确是在java堆中）
相对于类加载过程的其他阶段，加载阶段(准备地说，是加载阶段中获取类的二进制字节流的动作)是开发期可控性最强的阶段，因为加载阶段可以使用系统提供的类加载器(ClassLoader)来完成，也可以由用户自定义的类加载器完成，开发人员可以通过定义自己的类加载器去控制字节流的获取方式。
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，方法区中的数据存储格式有虚拟机实现自行定义，虚拟机并未规定此区域的具体数据结构。然后在java堆中实例化一个java.lang.Class类的对象，这个对象作为程序访问方法区中的这些类型数据的外部接口。
第三种说法
简单来说，加载指的是把class字节码文件从各个来源通过类加载器装载入内存中。
这里有两个重点：
1 字节码来源。一般的加载来源包括从本地路径下编译生成的.class文件，从jar包中的.class文件，从远程网络，以及动态代理实时编译
2 类加载器。一般包括启动类加载器，扩展类加载器，应用类加载器，以及用户的自定义类加载器。
注：为什么会有自定义类加载器？
1 一方面是由于java代码很容易被反编译，如果需要对自己的代码加密的话，可以对编译后的代码进行加密，然后再通过实现自己的自定义类加载器进行解密，最后再加载。
2 另一方面也有可能从非标准的来源加载代码，比如从网络来源，那就需要自己实现一个类加载器，从指定源进行加载。
类加载器
类加载器的主要任务：是类加载过程中的加载操作：根据一个类的全限定名读取该类的二进制字节流到JVM内部，然后转换为一个对应的java.lang.Class对象实例；
开发者可以通过编写自定义类加载器来自定义类的加载规则
类加载器分类
启动类加载器/Bootstrap ClassLoader
在HotSpot虚拟机中，Bootstrap ClassLoader用C++语言编写并嵌入JVM内部，主要负载加载JAVA_HOME/lib目录中的所有类，或者加载由选项-Xbootcalsspath指定的路径下的类；
拓展类加载器/ExtClasLoader
ExtClassLoader继承ClassLoader类，负载加载JAVA_HOME/lib/ext目录中的所有类型，或者由参数-Xbootclasspath指定路径中的所有类型；
应用程序类加载器/AppClassLoader
ExtClassLoader继承ClassLoader类，负责加载用户类路径ClassPath下的所有类型，一般情况下为程序的默认类加载器；
自定义加载器
Java虚拟机规范将所有继承抽象类java.lang.ClassLoader的类加载器，定义为自定义类加载器；
连接
验证
主要是为了保证加载进来的字节流符合虚拟机规范，不会造成安全错误。
包括对于文件格式的验证，验证字节流是否符合Class文件格式的规范，如：是否以模数0xCAFEBABE开头、主次版本号是否在当前虚拟机处理范围内等等。比如常量中是否有不被支持的常量？文件中是否有不规范的或者附加的其他信息？
对于元数据的验证，比如该类是否继承了被final修饰的类？类中的字段，方法是否与父类冲突？是否出现了不合理的重载？
对字节码描述的信息进行语义分析，以保证其描述的信息符合Java语言规范的要求；如：这个类是否有父类，是否实现了父类的抽象方法，是否重写了父类的final方法，是否继承了被final修饰的类等等。
对于字节码的验证，保证程序语义的合理性，比如要保证类型转换的合理性。
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，如：操作数栈的数据类型与指令代码序列能配合工作，保证方法中的类型转换有效等等。
对于符号引用的验证，比如校验符号引用中通过全限定名是否能够找到对应的类？校验符号引用中的访问性（private，public等）是否可被当前类访问？
保解析动作能正确执行；如：通过符合引用能找到对应的类和方法，符号引用中类、属性、方法的访问性是否能被当前类访问等等。
准备
主要是为类变量（注意，不是实例变量）分配内存，并且赋予初值。
特别需要注意，初值，不是代码中具体写的初始化的值，而是Java虚拟机根据不同变量类型的默认初始值。
比如8种基本类型的初值，默认为0；引用类型的初值则为null；常量的初值即为代码中设置的值，final static tmp = 456， 那么该阶段tmp的初值就是456
解析
将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程。
两个重点：
符号引用。即一个字符串，但是这个字符串给出了一些能够唯一性识别一个方法，一个变量，一个类的相关信息。
直接引用。可以理解为一个内存地址，或者一个偏移量。比如类方法，类变量的直接引用是指向方法区的指针；而实例方法，实例变量的直接引用则是从实例的头指针开始算起到这个实例变量位置的偏移量
举个例子来说，现在调用方法hello()，这个方法的地址是1234567，那么hello就是符号引用，1234567就是直接引用。
在解析阶段，虚拟机会把所有的类名，方法名，字段名这些符号引用替换为具体的内存地址或偏移量，也就是直接引用。
初始化
这个阶段主要是对类变量初始化，是执行类构造器的过程。
换句话说，只对static修饰的变量或语句进行初始化。
如果初始化一个类的时候，其父类尚未初始化，则优先初始化其父类。
如果同时包含多个静态变量和静态代码块，则按照自上而下的顺序依次执行。
总结
类加载过程只是一个类生命周期的一部分，在其前，有编译的过程，只有对源代码编译之后，才能获得能够被虚拟机加载的字节码文件；在其后还有具体的类使用过程，当使用完成之后，还会在方法区垃圾回收的过程中进行卸载。如果想要了解Java类整个生命周期的话，可以自行上网查阅相关资料，这里不再多做赘述。
在面试过程中类加载过程虽然是一个老生常谈的问题，但是往往从这个问题还可以衍生出很多其他重要的知识点，已经罗列在下文中，如果大家感兴趣的话，可以自行学习，小编也会在之后的文章中，对其中的一些问题进行解答和总结。
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