JVM类加载机制，java类的加载时机

一、什么是类加载机制

在说类加载机制之前，先看下一张jvm加载类的大致流程图，方便理解。

由上图可以看出，java文件通过编辑器编译生成了class文件，接下来的 类装载器 环节，就是我们所说的 类加载机制。

类加载机制 其实就是： 首先通过 类加载器 将class文件加载到内存中，然后对其进行 验证、准备、解析、初始化，使这些数据最终成为可以被JVM直接使用的Java类型，这个过程就是 JVM类加载机制。

1、什么时候进行类的加载

什么时候进行类的 加载 ？相信很多人在面试的时候都遇到过这个问题。

我们平常所说类的加载 主要指的是 类加载机制 的第一个步骤。类加载机制 包括了 加载、验证、准备、解析、初始化这几个步骤。当然还有最后一个步骤 卸载。关于这几个步骤，后面会详述。

当应用程序启动的时候，所有的类会被一起加载吗？当然不可能，毕竟系统的内存资源是有限的。那什么时候才会被加载呢？

一般某个类 首次主动使用 的时候会被加载。类的 加载 是类加载机制 的第一个步骤，相对其他几个步骤，它是可控性最强的一个阶段，因为我们可以使用系统的类加载器加载，也可以使用自己自定义的类加载器进行加载。同时我们还可以进行 预加载，不需要等到某个类 首次主动使用 的时候再去加载。当然，如果 预加载 过程中出现了异常，类加载器必须在程序首次主动使用该类的时候才抛出异常，如果该类一直没有被主动使用，类加载器就不会抛出异常。

2、从哪个地方加载

加载的地方很多，比如：

• 本地磁盘
• 网络上加载
• 从其他文件生成的

二、类的生命周期

类从加载到虚拟机内存开始，到从虚拟机中卸载结束一共包含了 七个生命周期阶段：加载、验证、准备、解析、初始化、使用、卸载。类的加载机制包含了前5个阶段，如下图：

链接 分为 验证、准备、解析 三个步骤。

1、加载

• 将class文件加载在内存中。这里就是通过类加载机制来加载的。详细请看博客：https://blog.csdn.net/tongsiw/article/details/79939663
• 将静态存储结构(数据存在于class文件的结构)转化为方法区的运行时数据结构(数据存在于JVM时的数据结构)。这里只是转化了数据结构，并未合并数据。（方法区就是用来存放已被加载的类信息，常量，静态变量，编译后的代码的运行时内存区域）。
• 在内存中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为方法区这个类的各种数据的访问入口。这个Class对象并没有规定是在Java堆内存中，它比较特殊，虽为对象，但存放在方法区中。

2、链接

链接就是将Java类的二进制代码数据合并到Java运行时环境中。类的链接大致分三个阶段：

• 验证： 确保加载的类符合JVM规范与安全
• 准备： 为类的 静态变量（static filed） 在方法区分配内存，并赋默认初值（0值或null值）。如 static int a = 1 ,静态变量 a 会在 准备 阶段 被赋默认值0。
  静态常量（static final filed） 会被直接赋值。如 static final int b = 1，静态常量 b 会在准备阶段北直接赋值1。
• 解析： 虚拟机将常量池的符号引用转变成直接引用。

3、初始化

这是类加载机制的最后一步，在这个阶段，java程序代码才开始真正执行。我们知道，在准备阶段，会给静态变量 赋初始值，在初始化阶段，就是赋真正的值了，如上 static int a = 1 ，静态变量 a 在 准备 阶段被被赋默认值0，在初始化阶段就会被赋值1。

初始化阶段总结一句话就是：对类变量赋予正确的值。

初始化一个类，包含两个步骤：

• 如果存在父类，先初始化父类。
• 如果类中有初始化语句，则系统依次执行这些初始化语句。

**初始化时机：**只有当类被主动引用的时候，才会被初始化。

类的主动引用：

• new一个对象。
• 调用类的静态成员(除了final常量)和静态方法。
• 通过反射（如 Class.forName(“com.xx.Xx”)）对类进行调用。
• 虚拟机启动，main方法所在类被提前初始化。
• 初始化一个类，如果其父类没有初始化，则先初始化父类。

类的被动引用：
除了上面的几种类的主动引用方式，剩下的就是 类的被动应用。类的被动应用不会触发类的初始化。

根据类的主动引用那几种方式，类的被动引用有以下几个实例：

• new一个对象数组，注意是对象数组而不是对象，如 Object obj = new Object[10],这个时候也不会触发类的初始化。
• 调用一个类中final修饰的常量，是不会触发 类的初始化的。
• 通过子类引用父类的静态字段，父类会被初始化，子类是不会触发初始化的

看如下代码示例：

父类

public class Father {
    public static int value = 1;
    public static final int finalValue = 2;
    static {
        System.out.println("father init");
    }
} 

子类

public class Son extends Father {
    static {
        System.out.println("son init");
    }
} 

测试类

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("开始验证new一个对象数组，不会触发类的初始化");
        Father[] fathers = new Father[10];

        System.out.println("\n\n开始验证调用一个类的final修饰常量，不会触发类的初始化");
        System.out.println(Son.finalValue);

        System.out.println("\n\n开始验证通过子类引用父类的静态字段，父类会被初始化，子类是不会触发初始化");
        System.out.println(Son.value);
    }
} 

打印结果

开始验证new一个对象数组，不会触发类的初始化


开始验证调用一个类的final修饰常量，不会触发类的初始化
2


开始验证通过子类引用父类的静态字段，父类会被初始化，子类是不会触发初始化
father init
1 

可以看出 new Father[10]数组是不会触发Father类初始化的，因为没有打印出father init 这条语句。

同理，调用一个类的final修饰常量，也是不会触发类的初始化的。

4、使用

初始化之后，jvm开始执行用户的程序代码

5、卸载

当用户程序代码执行完毕后，JVM 便开始销毁创建的 Class 对象，最后运行的 JVM 也退出内存。

//TODO
这里类加载机制中 类的初始化和类的实例化 有什么区别呢？

java new 之后具体还有哪些过程？Java对象具体的创建过程是什么？

本文地址：https://blog.csdn.net/tongsiw/article/details/108029325