類的生命周期

當(dāng)java源代碼文件被javac編譯成class文件后，并不能直接運(yùn)行，而是需要經(jīng)過加載，連接和初始化這幾個(gè)階段后才能使用。

在使用完類或被銷毀后，JVM會(huì)將類卸載掉。

類加載的過程

類加載的過程需要經(jīng)過三個(gè)階段分別是：

• 1.加載
• 2.連接
• 3.初始化，其中連接又可分為3個(gè)階段：驗(yàn)證，準(zhǔn)備，解析

一、加載（Loading）

由類加載器完成，類的class文件讀入內(nèi)存后，并將其保存到方法區(qū)內(nèi)，然后就會(huì)創(chuàng)建一個(gè)java.lang.Class類型的對(duì)象。

類被載入JVM中，同一個(gè)類就不會(huì)再次被載入。

需要區(qū)分的是“加載”和“類加載”的區(qū)別，其中加載只是類加載的第一個(gè)環(huán)節(jié)。

加載階段：

• 通過一個(gè)類的全限定名來獲取定義此類的二進(jìn)制字節(jié)流。
• 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)
• 在內(nèi)存中生成一個(gè)代表此類的java.lang.Class的對(duì)象，作為訪問這個(gè)類的入口。

二、驗(yàn)證（Verification）

目的在于確保class文件的字節(jié)流中包含的信息符合當(dāng)前虛擬機(jī)的要求,保證被加載類的正確性,不會(huì)危害虛擬機(jī)自身安全，主要驗(yàn)證包括：

• 驗(yàn)證文件格式：第一階段要驗(yàn)證字節(jié)流是否符合Class文件格式的規(guī)范，并且能被當(dāng)前版本的虛擬機(jī)正確處理。
• 元數(shù)據(jù)的驗(yàn)證：第二階段對(duì)字節(jié)碼描述的信息進(jìn)行語義分析，比如說驗(yàn)證這個(gè)類是不是有父類，類中的字段方法是不是和父類沖突等等，以保證其描述的信息符合Java語言的規(guī)范要求。
• 字節(jié)碼驗(yàn)證：第三個(gè)階段主要是將對(duì)類的方法體（數(shù)據(jù)流和控制流）進(jìn)行驗(yàn)證分析。這個(gè)階段保證方法在運(yùn)行時(shí)不會(huì)出現(xiàn)危害虛擬機(jī)安全的行為語言規(guī)范
• 符號(hào)引用驗(yàn)證：第四個(gè)階段符號(hào)引用驗(yàn)證可以看做是對(duì)類自身以外的信息進(jìn)行匹配性校驗(yàn)，發(fā)生時(shí)機(jī)是虛擬機(jī)將符號(hào)引用轉(zhuǎn)換成直接引用時(shí)。

三、準(zhǔn)備（Preparation）

為類的靜態(tài)變量(static )分配內(nèi)存并為其賦零值(默認(rèn)值0、0.0、false、null等），但是不包含用final修飾的static,因?yàn)閒inal在編譯時(shí)就已經(jīng)分配了。

不會(huì)為實(shí)例變量分配初始值,類變量會(huì)分配在方法區(qū)中,而實(shí)例變量是會(huì)隨著對(duì)象一起分配到堆中。

需注意：

• 這里僅只是給靜態(tài)變量賦值，而不是成員變量。
• 在JDK8之前，類的元信息、常量池、靜態(tài)變量等都存儲(chǔ)在永久代這種具體實(shí)現(xiàn)中，而在JDK8及以后字符串常量池、靜態(tài)變量被移除“方法區(qū)”，轉(zhuǎn)移到了堆中而元信息，運(yùn)行時(shí)常量池這些依然保留在方法區(qū)內(nèi)，但是具體的存儲(chǔ)方式改成了元空間。

四、解析（Resolution）

將常量池中的符號(hào)引用替換為直接引用（內(nèi)存地址）的過程， 主要包括四種類型引用的解析：類或接口的解析、 字段解析、方法解析、接口方法解析。

• 符號(hào)引用：一個(gè)Java類被編譯成Class之后，如上圖，當(dāng)Test1中引用了Test2，那么在編譯階段，Test1是不知道Test2有沒有被編譯，也代表Test2一定沒有被加載，所以Test1肯定不知道Test2的實(shí)際地址。此時(shí)在Test1的class的文件中，將使用一個(gè)字符串來代表Test2的地址，這個(gè)字符串就被稱為是符號(hào)引用。
• 直接引用：在運(yùn)行時(shí)，如果Test1發(fā)生了類加載，到解析階段發(fā)現(xiàn)Test2還未被加載，這時(shí)將會(huì)觸發(fā)Test2的類加載，將Test2加載到虛擬機(jī)中，此時(shí)Test1中Test2的符號(hào)引用將會(huì)被替換為Test2的實(shí)際地址。

在解析階段，會(huì)將常量池中符號(hào)引用替換為直接引用。但是只是替換了部分。這一部分是包含，所有私有方法、靜態(tài)方法、構(gòu)造器及初始化方法都是采用靜態(tài)綁定機(jī)制，在編譯器階段就已經(jīng)指明了調(diào)用方法在常量池中的符號(hào)引用，JVM運(yùn)行的時(shí)候只需要進(jìn)行一次常量池解析即可。如果Test1調(diào)用的Test2是一個(gè)具體的實(shí)現(xiàn)類那么就稱為靜態(tài)解析，因?yàn)榻馕龅哪繕?biāo)類很明確。

那么假如上層Java代碼中使用了多態(tài)，這里的Test2可能是一個(gè)抽象類或者是接口，那么Test2就可能有兩個(gè)具體的實(shí)現(xiàn)類Test3和Test4，這時(shí)會(huì)因?yàn)門est2的具體實(shí)現(xiàn)并不明確導(dǎo)致不知道使用哪個(gè)具體類的直接引用來進(jìn)行替換，所以這里就會(huì)一直等到運(yùn)行過程中發(fā)生了調(diào)用，JVM才會(huì)調(diào)用棧中將會(huì)得到的具體的類型信息，這個(gè)時(shí)候在進(jìn)行解析就能用明確的直接引用來替換符號(hào)引用，這時(shí)解析階段就會(huì)發(fā)生在初始化階段之后，這就是動(dòng)態(tài)解析 用它來實(shí)現(xiàn)了后期綁定。

五、 初始化

初始化，則是為標(biāo)記為常量值的字段賦值的過程。只對(duì)static修飾的變量或語句塊進(jìn)行初始化。 如果初始化一個(gè)類的時(shí)候，其父類尚未初始化，則優(yōu)先初始化其父類。 如果同時(shí)包含多個(gè)靜態(tài)變量和靜態(tài)初始化塊，則按照自上而下的順序依次執(zhí)行。

類加載器

Java中默認(rèn)提供的三種類加載器：

• 啟動(dòng)類加載器 BootstrapClassLoader（根加載器）： 加載Java_Home/jre/lib目錄下的核心API
• 擴(kuò)展類加載器 ExtClassLoader： 負(fù)責(zé)加載Java_Home/jre/lib/ext目錄下的所有jar包；
• 應(yīng)用類加載 AppClassLoader：繼承URLClassLoader。對(duì)應(yīng)加載的應(yīng)用程序classpath目錄下的所有jar和class等

雙親委派機(jī)制

當(dāng)一個(gè)類加載器收到類加載請(qǐng)求的時(shí)候，它首先不會(huì)自己去加載這個(gè)類的信息，而是把該請(qǐng)求委派給父類加載器，依次向上。

所以所有的類加載請(qǐng)求都會(huì)被委派到父類加載器中，只有當(dāng)父類加載器中無法加載到所需的類，子類加載器才會(huì)自己嘗試去加載該類。

如果當(dāng)前類加載器和所有父類加載器都無法加載該類時(shí)，則會(huì)拋出ClassNotFoundException異常。

雙親委派的作用

1、防止重復(fù)加載同一個(gè).class，通過委托確認(rèn)是否加載，如已加載，無需重復(fù)加載，保證數(shù)據(jù)安全。

2、防止核心.class不能被篡改。

總結(jié)

以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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