1.什么是類加載

首先你要知道一個(gè)類的從被加載到虛擬機(jī)內(nèi)存中開始，到被初始化為止，是為類加載的整個(gè)過程。下圖就是類加載的整個(gè)過程：

一個(gè)類只有經(jīng)歷了加載、驗(yàn)證、準(zhǔn)備、解析、初始化這五個(gè)關(guān)卡才能被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)了類加載。這，就是類加載。

注意一點(diǎn)：上面五個(gè)過程并不是按部就班地“完成”，而是按部就班地“執(zhí)行”（除解析過程外）。執(zhí)行時(shí)一定是先開始加載，再開始驗(yàn)證，但加載過程中也可能會(huì)直接開始驗(yàn)證。

2.類加載的過程

2.1加載

“加載”只是是“類加載”過程的第一個(gè)階段，關(guān)于在什么時(shí)候開始，規(guī)范并沒有進(jìn)行強(qiáng)制約束，可以讓虛擬機(jī)自行把握。在這個(gè)階段中，Java虛擬機(jī)需要完成以下三件事：

1）通過一個(gè)類的全限定名來獲取這個(gè)類的二進(jìn)制字節(jié)流

2）將這個(gè)字節(jié)流所代表的靜態(tài)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為方法區(qū)的運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

3）在內(nèi)存中生成一個(gè)代表這個(gè)類的java.lang.Class對(duì)象，作為方法區(qū)這個(gè)類的各種數(shù)據(jù)的方問入口

可以用一句話概括：加載是一個(gè)讀取Class文件，將其轉(zhuǎn)化為某種靜態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)在方法區(qū)內(nèi)，并在堆中生成一個(gè)便于用戶調(diào)用的java.lang.Class類型的對(duì)象的過程

2.2驗(yàn)證

驗(yàn)證是連接階段的第一步，這個(gè)階段的目的是確保Class文件的字節(jié)流中包含的信息符合約束要求，，保證這些信息被當(dāng)做代碼運(yùn)行后不會(huì)危害虛擬機(jī)自身的安全。

這一過程了解即可。

2.3準(zhǔn)備

準(zhǔn)備階段是正式為類中定義的變量（這里說的是靜態(tài)變量，也就是被static修飾的變量）分配內(nèi)存，并設(shè)置類變量初始值的階段。

這里有兩點(diǎn)需要強(qiáng)調(diào)：

1）首先這里進(jìn)行內(nèi)存分配的僅僅是類變量，而不包括實(shí)例變量，實(shí)例變量將會(huì)在對(duì)象實(shí)例化時(shí)隨著對(duì)象一起分配在Java堆中。

2）其次這里設(shè)置的初始值“通常情況”下是數(shù)據(jù)的零值，而不是用戶本身對(duì)它賦的初值。

如下代碼：

public static int a = 10;

變量a在準(zhǔn)備階段后的初始值是0，而不是10，因?yàn)楝F(xiàn)在只是在類加載過程中，還沒有執(zhí)行任何方法。

上面說到“通常情況”，那就說明還有特殊情況咯，加修飾詞final時(shí)：

public static final int a = 10;

這時(shí)在準(zhǔn)備階段虛擬機(jī)就會(huì)將a設(shè)置為10。其實(shí)也不難理解：我們將它設(shè)置為常量，那就肯定在任何時(shí)候都不能修改啊，天子犯法與庶民同罪！

2.4解析

解析階段是Java虛擬機(jī)將常量池內(nèi)的符號(hào)引用替換為直接引用的過程，這一過程也可能在初始化后進(jìn)行，并不一定和流程圖的執(zhí)行順序一樣。

符號(hào)引用：符號(hào)引用以一組符號(hào)來描述所引用的目標(biāo)，符號(hào)可以是任何形式的字面量，只要使用時(shí)能無歧義地定位到目標(biāo)即可。

直接引用：直接引用是可以直接指向目標(biāo)的指針、相對(duì)偏移量或者是一個(gè)能間接定位到目標(biāo)的句柄。

這一過程比較復(fù)雜，有興趣可以參考《深入理解Java虛擬機(jī)》

2.5初始化【重中之重之重中重】

類的初始化階段是類加載過程的最后一個(gè)階段。在這個(gè)階段Java虛擬機(jī)才開始真正執(zhí)行類中編寫的Java程序代碼。

初始化階段有以下六種情況必須立即對(duì)類進(jìn)行“初始化”：

• 1）使用new關(guān)鍵字實(shí)例化對(duì)象的時(shí)候
• 2）讀取或設(shè)置一個(gè)類的靜態(tài)字段（被final修飾、已在編譯期把結(jié)果放入常量池的靜態(tài)字段除外）的時(shí)候
• 3）調(diào)用一個(gè)類的靜態(tài)方法的時(shí)候
• 4）使用java.lang.reflect包的方法對(duì)類進(jìn)行反射調(diào)用的時(shí)候，如果類沒有進(jìn)行過初始化，則需要先觸發(fā)其初始化。
• 5）當(dāng)初始化一個(gè)類的時(shí)候，如果發(fā)現(xiàn)其父類還沒有進(jìn)行過初始化，則需要先觸發(fā)其父類的初始化。
• 6）當(dāng)虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)，用戶需要指定一個(gè)要執(zhí)行的主類（包含main（）方法的那個(gè)類），虛擬機(jī)會(huì)先初始化這個(gè)主類。

光說不行，主要看

第一段代碼：

package com.bit.JVMTest;

class Father {

    public  static int a = 10;
    
    static {
        System.out.println("爸爸靜態(tài)代碼塊");
    }
}


class Son extends Father{

    public static int b = 20;
    
    static {
        System.out.println("兒子靜態(tài)代碼塊");
    }
}


public class ClassLoaderTest {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Son.b);
    }
}

運(yùn)行結(jié)果：
爸爸靜態(tài)代碼塊
兒子靜態(tài)代碼塊
20

首先Son.b是在讀取Son類自己的靜態(tài)字段，這點(diǎn)符合上面六中情況的第二種：讀取或設(shè)置一個(gè)類的靜態(tài)字段（被final修飾、已在編譯期把結(jié)果放入常量池的靜態(tài)字段除外）的時(shí)候需要進(jìn)行初始化。

其次Son類繼承Father類，也就符合第五條：當(dāng)初始化一個(gè)類的時(shí)候，如果發(fā)現(xiàn)其父類還沒有進(jìn)行過初始化，則需要先觸發(fā)其父類的初始化，所以我們先初始化的應(yīng)該是Father類，然后是Son類。

因此，打印的內(nèi)容首先是爸爸靜態(tài)代碼塊（父類先初始化），然后是兒子靜態(tài)代碼塊（子類再初始化），最后是我們想要打印的b（20）本身。

再看

第二段代碼：

package com.bit.JVMTest;

class  grandFather{
    static{
        System.out.println("爺爺靜態(tài)代碼塊");
    }
}

class Father extends grandFather{

    public  static int a = 10;
    
    static {
        System.out.println("爸爸靜態(tài)代碼塊");
    }
}


class Son extends Father{

    public static int b = 20;
    
    static {
        System.out.println("兒子靜態(tài)代碼塊");
    }
}


public class ClassLoaderTest {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Son.a);
    }
}

運(yùn)行結(jié)果：
爺爺靜態(tài)代碼塊
爸爸靜態(tài)代碼塊
10

首先要明確：Son.a是在讀取父類Father類的靜態(tài)字段（注意a字段在Son類的父類中），而不是讀取Son類本身的靜態(tài)字段

因此這次不會(huì)初始化Son類本身。

因此這次不會(huì)初始化Son類本身。

因此這次不會(huì)初始化Son類本身。

其它的和第一段代碼很相似：JVM在初始化Father類的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)這個(gè)類還有一個(gè)父類沒有被初始化，那就先初始化它的父類：grandFather。

因此，打印的內(nèi)容首先是爺爺靜態(tài)代碼塊（Father類的父類先初始化），然后是爸爸靜態(tài)代碼塊（Father類再初始化），最后是我們想要打印的a（10）本身。

第三段代碼：

package com.bit.JVMTest;

class  grandFather{
    static{
        System.out.println("爺爺靜態(tài)代碼塊");
    }
}

class Father extends grandFather{

    public final static int a = 10;
    
    static {
        System.out.println("爸爸靜態(tài)代碼塊");
    }
}


class Son extends Father{

    public static int b = 20;
    
    static {
        System.out.println("兒子靜態(tài)代碼塊");
    }
}


public class ClassLoaderTest {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Son.a);
    }
}

運(yùn)行結(jié)果：10

看到這里是不是想說臥**你*個(gè)*。

別急別急，這里的主函數(shù)調(diào)用雖然和第二段代碼一樣，但是注意?。?！我們給a這個(gè)靜態(tài)字段加了一個(gè)final修飾符。

再看六條中的第（2）條：讀取或設(shè)置一個(gè)類的靜態(tài)字段（被final修飾、已在編譯期把結(jié)果放入常量池的靜態(tài)字段除外）的時(shí)候會(huì)觸發(fā)類加載。

也就是說我們讀取的a是被final修飾的，讀取這種靜態(tài)字段并不會(huì)引起任何類的初始化，所以就直接打印a（10）了。

再看

最后一段代碼：

package com.bit.JVMTest;


class Father {

   public Father(){
       System.out.println("爸爸構(gòu)造方法");
   }

    static {
        System.out.println("爸爸靜態(tài)代碼塊");
    }

    {
        System.out.println("爸爸普通代碼塊");
    }
}

class Son extends Father{
    public Son(){
        System.out.println("兒子構(gòu)造方法");
    }

    static {
        System.out.println("兒子靜態(tài)代碼塊");
    }

    {
        System.out.println("兒子普通代碼塊");
    }
}

public class ClassLoaderTest extends Son{
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("開始");
        new Son();//這里實(shí)例化一個(gè)Son類的對(duì)象
        System.out.println("結(jié)束");
    }
}

運(yùn)行結(jié)果：
 爸爸靜態(tài)代碼塊
 兒子靜態(tài)代碼塊
 開始
 爸爸普通代碼塊
 爸爸構(gòu)造方法
 兒子普通代碼塊
 兒子構(gòu)造方法
 結(jié)束

看到這里是不是欲哭無淚，我**不學(xué)了我。別急先聽我細(xì)細(xì)分析一波~
這里有一個(gè)細(xì)節(jié)：主類繼承了Son類！,這貌似沒什么啊，但是還有一個(gè)細(xì)節(jié)：我們的main()方法是主類中的靜態(tài)方法！看到這里是不是明白了些什么？

沒錯(cuò)！當(dāng)我們調(diào)用main()方法的時(shí)候，就引起了主類的初始化，主類繼承Son類，Son類繼承Father類，所以就先進(jìn)行Father類的初始化：打印爸爸靜態(tài)代碼塊，接著Son類初始化：打印兒子靜態(tài)代碼塊，最后該終于我主類初始化了：代碼中沒什么可以初始化的…（尷尬）。

接下來是第二階段：執(zhí)行main()方法：

1.先打?。洪_始字樣。

2.接著是構(gòu)造 Son()實(shí)例，那么就會(huì)先構(gòu)造它的父類Father()的實(shí)例：構(gòu)造實(shí)例時(shí)按照先執(zhí)行代碼塊，再執(zhí)行構(gòu)造方法的順序來。所以就先打印了：爸爸普通代碼塊、爸爸構(gòu)造方法 這幾個(gè)大字。然后再執(zhí)行構(gòu)造Son()的實(shí)例，構(gòu)造順序一樣，所以就后打印了：兒子普通代碼塊、兒子構(gòu)造方法 這幾個(gè)大字。

3.最后打?。航Y(jié)束字樣。

此時(shí)main()才方法真正結(jié)束。

總結(jié)

我們平常所說的類加載體現(xiàn)在代碼上就是初始化這一階段，我這里結(jié)束的也僅限于此，想了解詳細(xì)的類加載可以參考《深入理解Java虛擬機(jī)》這本書，也可以看其他博主的知識(shí)總結(jié)。感謝你能看到這里！

到此這篇關(guān)于Java JVM類加載機(jī)制解讀的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java JVM 類加載機(jī)制內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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