一個(gè) Java 類的加載
該系列文章，主要是為了深入學(xué)習(xí)Java完成的一條鏈，推薦閱讀的整體順序?yàn)椋?/span>Java的內(nèi)存模型（根源），一個(gè)java文件被執(zhí)行的歷程，一個(gè)Java類的加載，Java的垃圾回收機(jī)制及算法，Linux（六）：系統(tǒng)運(yùn)維常用命令 和 Java程序運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控（實(shí)用，定位Java程序問題）
0x01：類加載
我一直認(rèn)為，不應(yīng)該把類的加載，單獨(dú)當(dāng)作一個(gè)模塊去看，那樣就是單純地去看一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，不利于建立Java全體系的知識(shí)架構(gòu)，更別說實(shí)際應(yīng)用到開發(fā)中（閱讀優(yōu)秀開源項(xiàng)目、寫出高質(zhì)量的代碼或定位問題）。所以這里應(yīng)該串聯(lián)一整個(gè)Java語言編譯的全流程。
下面說一下在Java中類加載的概念及它在整個(gè)Java程序得以運(yùn)行的過程中所處的位置：
類的加載指的是將類的字節(jié)碼文件（.class文件）中數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)存中，將其放在運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)的方法區(qū)內(nèi)，然后在堆區(qū)創(chuàng)建一個(gè)java.lang.Class對象（關(guān)于這部分可以看之前的一篇關(guān)于Java反射的內(nèi)容：入口），用來封裝類在方法區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。類的加載的最終產(chǎn)品是位于堆區(qū)中的Class對象，Class對象封裝了類在方法區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并且向Java程序員提供了訪問方法區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的接口。
類加載器并不需要等到某個(gè)類被“首次主動(dòng)使用”時(shí)再加載它，JVM規(guī)范允許類加載器在預(yù)料某個(gè)類將要被使用時(shí)就預(yù)先加載它，如果在預(yù)先加載的過程中遇到了.class文件缺失或存在錯(cuò)誤，類加載器必須在程序首次主動(dòng)使用該類時(shí)才報(bào)告錯(cuò)誤（LinkageError錯(cuò)誤）如果這個(gè)類一直沒有被程序主動(dòng)使用，那么類加載器就不會(huì)報(bào)告錯(cuò)誤。
上面的話感覺很懵？沒事，我給你翻譯翻譯，和那些編譯時(shí)需要進(jìn)行連接工作的語言不同（那些語言都是完成全部代碼的編譯連接全部放到內(nèi)存中才開始運(yùn)行），在Java里，類的加載、連接和初始化過程都是在程序運(yùn)行起來以后進(jìn)行的，或者說是在運(yùn)行期間完成的（懵逼？沒事，先保留困惑，詳細(xì)的解釋會(huì)在后面類的加載時(shí)機(jī)那塊做出解釋）。它的這種設(shè)計(jì)，會(huì)在類加載時(shí)增加一定的性能開銷，但是這樣是為了滿足Java的高度靈活性，Java是天生地可以動(dòng)態(tài)擴(kuò)展地語言，這一特性就是依賴運(yùn)行期動(dòng)態(tài)加載和動(dòng)態(tài)連接實(shí)現(xiàn)的。
0x02：類的生命周期
說類加載的過程之前，我們先來了解一下，類的整個(gè)生命周期要經(jīng)歷什么
類從被加載到虛擬機(jī)的內(nèi)存中開始，到卸載出內(nèi)存（整個(gè)程序\系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)束虛擬機(jī)關(guān)閉）為止，它的整個(gè)生命周期包括：加載、鏈接、初始化、使用、卸載。
因?yàn)檫@里著重說類的加載這一過程，所以類的使用和卸載就不介紹了，后面就默認(rèn)類的加載這個(gè)過程包含：加載、鏈接、初始化
加載（Load）
這里叫做加載，很容易讓人誤會(huì)，會(huì)覺得類的加載就是指這里，其實(shí)不是這個(gè)樣子，這里的加載二字和類的加載不是一回事，可以這么理解，加載是類加載過程的一個(gè)階段，這一階段，虛擬機(jī)主要是做三件事：
1、根據(jù)類的全路徑獲取類的二進(jìn)制字節(jié)流
2、將這個(gè)字節(jié)流對應(yīng)的結(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)（把編碼的組織方式變成虛擬機(jī)運(yùn)行時(shí)所能解讀的結(jié)構(gòu)，存放于方法區(qū)）
3、在內(nèi)存中生成一個(gè)Class對象（java.lang.Class），由這個(gè)對象來關(guān)聯(lián)方法區(qū)中的數(shù)據(jù)
這里特別注意一下，以上的三點(diǎn)，只是虛擬機(jī)規(guī)范定義的，至于具體如何實(shí)現(xiàn)，是依賴具體的虛擬機(jī)來的；例如，第一件事的獲取二進(jìn)制流，并不一定是從字節(jié)碼文件（Class文件）從進(jìn)行獲取，它可以是從ZIP中獲取，從網(wǎng)絡(luò)中獲取，利用代理在計(jì)算過程中生成等等；
還有第三件事中生成的Class對象，也并不一定是在堆區(qū)的，例如HostSpot虛擬機(jī)的實(shí)現(xiàn)上，Class對象就是放在方法區(qū)的。
鏈接（Link）
鏈接階段又細(xì)分為驗(yàn)證、準(zhǔn)備、解析三個(gè)步驟：
驗(yàn)證
作為鏈接的第一步，它的職責(zé)就是確保Class文件的字節(jié)流中包含的信息是符合規(guī)定的，并且不會(huì)對虛擬機(jī)進(jìn)行破壞；其實(shí)說白了就是它主要責(zé)任就是保證你寫的代碼是符合Java語法的，是合理可行的。如果不合理，編譯器是拒絕的。驗(yàn)證主要是針對 文件格式的驗(yàn)證、元數(shù)據(jù)的驗(yàn)證，字節(jié)碼的驗(yàn)證，符號(hào)引用的驗(yàn)證；
文件格式的驗(yàn)證是對字節(jié)流進(jìn)行是否符合Class文件格式的驗(yàn)證，元數(shù)據(jù)的驗(yàn)證主要是語義語法的驗(yàn)證，即驗(yàn)是否符合Java語言規(guī)范，例如：一個(gè)類是否有父類（我們知道Java中處理Object，所有的類都應(yīng)該有個(gè)父類），字節(jié)碼的驗(yàn)證主要是對數(shù)據(jù)流和控制流進(jìn)行驗(yàn)證，確保程序語義是合法、合邏輯的，例如：在操作棧先放了一個(gè)Int型的數(shù)據(jù)，后面某個(gè)地方使用的時(shí)候卻用Long型來接它。符號(hào)引用的驗(yàn)證是確保解析動(dòng)作能夠正常執(zhí)行。
整個(gè)驗(yàn)證過程，保證了Java語言的安全性，不會(huì)出現(xiàn)不可控的情況。（這里補(bǔ)充一下，這里說的驗(yàn)證、不可控，包括上面舉的例子，并不是我們編程中寫的類似于a != null這種，它是在我們編寫的程序更下一層的字節(jié)碼的解析上來說的），對于加載的過程來說，驗(yàn)證階段很重要，但并不一定是必須的，因?yàn)樗鼘Τ绦蜻\(yùn)行期并沒有影響，僅僅旨在保證語言的安全性，如果所運(yùn)行的全部代碼都已經(jīng)被反復(fù)使用和驗(yàn)證過，那么在實(shí)施階段，可以考慮使用-Xverify:none參數(shù)來關(guān)閉大部分的驗(yàn)證過程，以達(dá)到縮短虛擬機(jī)加載的時(shí)間。
準(zhǔn)備
準(zhǔn)備階段主要作用是正式為類變量分配內(nèi)存并設(shè)置類變量初始值的階段，即這些變量所使用的內(nèi)存，都在方法區(qū)中進(jìn)行分配。這里需要注意，這時(shí)候進(jìn)行內(nèi)存分配的僅僅是類變量，換句話說也就是靜態(tài)變量（static修飾的），并不包括實(shí)例變量，實(shí)例變量會(huì)在實(shí)例化時(shí)分配在堆內(nèi)存中。初始值也并不是我們的賦值，
例如：
public Class A{
public String name；
public static int value = 987；
}就像剛剛講的，這里在準(zhǔn)備階段，只會(huì)對value變量進(jìn)行內(nèi)存分配，并不會(huì)對name進(jìn)行分配，其次，在準(zhǔn)備階段，對value分配完內(nèi)存，會(huì)同時(shí)賦予初始值，但是并不會(huì)賦給它987，在準(zhǔn)備階段，value的值是0。而賦值為987的指令，是在程序被編譯后，存放于類構(gòu)造器<clinit>()方法中，所以把value賦值987的操作，會(huì)在初始化階段才會(huì)進(jìn)行。（這里補(bǔ)充個(gè)特殊情況，如果我們寫成 public static final int value = 987，那么變量value 在準(zhǔn)備階段就會(huì)被賦值為987，這就是為什么很多書在講final字段的時(shí)候說它一般用來定義常量，且一經(jīng)使用，就不可以被更改的原因）
解析
解析階段的任務(wù)是將常量池中的符號(hào)引用替換為直接引用
常量池可以理解為存放我們代碼符號(hào)的地方，例如我們代碼中聲明的變量，它僅僅是個(gè)符號(hào)，并不具備實(shí)際內(nèi)存，所有這些符號(hào)，都會(huì)放在常量池中。例如，一個(gè)類的方法為test()，則符號(hào)引用即為test，這個(gè)方法存在于內(nèi)存中的地址假設(shè)為0x123456，則這個(gè)地址則為直接引用。
符號(hào)引用：
符號(hào)引用更多的是以一組符號(hào)來描述所引用的內(nèi)存目標(biāo)，符號(hào)和內(nèi)存空間實(shí)際并沒有關(guān)系，引用的目標(biāo)也不一定在內(nèi)存里，只是我們在代碼中自己寫的時(shí)候區(qū)分的，例如一句 Persion one；其中one就是個(gè)’o‘，’n‘，’e‘三個(gè)符號(hào)的組合，它啥也不是。
直接引用：
直接引用可以是直接指向內(nèi)存空間的指針、相對便宜量或是一個(gè)能夠簡潔定位到內(nèi)存目標(biāo)的句柄。
解析動(dòng)作主要是針對 類、接口、字段、類方法、方法類型、方法句柄和調(diào)用點(diǎn)限定符號(hào)的引用進(jìn)行。
初始化（Initialize）
在類的加載過程中，加載、連接完全由虛擬機(jī)來主導(dǎo)和控制，到了初始化這一階段，才是真正開始執(zhí)行類中定義的Java代碼。初始化其實(shí)我個(gè)人理解的就是該階段是為類的類變量初始化值的，在準(zhǔn)備階段變量已經(jīng)進(jìn)了一次賦值，只不過那是系統(tǒng)要求的初始值，而在初始化階段的賦值，則是根據(jù)研發(fā)人員編寫的主觀程序去初始化變量和其他資源。在初始化這步，進(jìn)行賦值的方式有兩種：
1、在聲明類變量時(shí)，直接給變量賦值
2、在靜態(tài)初始化塊為類變量賦值
使用
就是對象之間的調(diào)用通信等等
卸載（死亡）
遇到如下幾種情況，即類結(jié)束生命周期：
執(zhí)行了System.exit()方法
程序正常執(zhí)行結(jié)束
程序在執(zhí)行過程中遇到了異?；蝈e(cuò)誤而異常終止
由于操作系統(tǒng)出現(xiàn)錯(cuò)誤而導(dǎo)致Java虛擬機(jī)進(jìn)程終止
0x03：類加載器
之前說了那么多一個(gè)類的聲明周期，更多的是一種理論基礎(chǔ)，映射到具體的代碼層面，到底是什么來完成類加載這個(gè)過程的就是這里要說的——類加載器。
虛擬機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)，把類加載階段的 “通過一個(gè)類的全路徑名來獲取該類字節(jié)碼二進(jìn)制流” 這個(gè)動(dòng)作放到了 Java虛擬機(jī)之外去完成，而負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)這個(gè)動(dòng)作的模塊就叫做類加載器。
類加載器分類
啟動(dòng)類加載器
1、它用來加載 Java 的核心庫(JAVA_HOME/jre/lib/rt.jar,sun.boot.class.path路徑下的內(nèi)容)，并不是Java代碼完成，而是用原生代碼（C語言或C++）來實(shí)現(xiàn)的，并不繼承自 java.lang.ClassLoader。
2、加載擴(kuò)展類和應(yīng)用程序類加載器。并指定他們的父類加載器。
擴(kuò)展類加載器
這一類加載器由sun.misc.Launcher$ExtClassLoader實(shí)現(xiàn)，用來加載 Java 的擴(kuò)展庫(JAVA_HOME/jre/ext/*.jar，或java.ext.dirs路徑下的內(nèi)容) 。Java 虛擬機(jī)的實(shí)現(xiàn)會(huì)提供一個(gè)擴(kuò)展庫目錄。該類加載器在此目錄里面查找并加載 Java類。
應(yīng)用類加載器
這個(gè)類加載器由sun.misc.Launcher$AppClassLoader實(shí)現(xiàn)，由于這個(gè)類加載器是ClassLoader中g(shù)etSystemClassLoader（）方法的返回值，所以它也成為系統(tǒng)類加載器。它負(fù)責(zé)加載用戶類路徑下所指定的類庫，開發(fā)者可以直接使用這個(gè)類加載器，如果應(yīng)用程序中沒有自定義過自己的類加載器，一般情況下這個(gè)就是系統(tǒng)默認(rèn)的類加載器。
自定義加載器
開發(fā)人員可以通過繼承 java.lang.ClassLoader類的方式實(shí)現(xiàn)自己的類加載器，以滿足一些特殊的需求。
類加載的代理（雙親委派模式）
如果一個(gè)類加載器收到了類加載器的請求，它首先不會(huì)自己去嘗試加載這個(gè)類，而是把這個(gè)請求委派給父加載器去完成。每個(gè)層次的類加載器都是如此。因此所有的加載請求最終都會(huì)傳送到Bootstrap類加載器(啟動(dòng)類加載器)中，只有父類加載反饋?zhàn)约簾o法加載這個(gè)請求(它的搜索范圍中沒有找到所需的類)時(shí)子加載器才會(huì)嘗試自己去加載。
例如類java.lang.Object,它存放在rt.jart之中，無論哪一個(gè)類加載器都要加載這個(gè)類.最終都是雙親委派模型最頂端的Bootstrap類加載器去加載，因此Object類在程序的各種類加載器環(huán)境中都是同一個(gè)類。相反，如果沒有使用雙親委派模型.由各個(gè)類加載器自行去加載的話，如果用戶編寫了一個(gè)稱為“java.lang.Object”的類，并存放在程序的ClassPath中，那系統(tǒng)中將會(huì)出現(xiàn)多個(gè)不同的Object類.java類型體系中最基礎(chǔ)的行為也就無法保證。應(yīng)用程序也將會(huì)一片混亂。
當(dāng)然也并不是所有的加載機(jī)制都是雙親委派的方式，例如tomcat作為一個(gè)web服務(wù)器，它本身實(shí)現(xiàn)了類加載，該類加載器也使用代理模式(不同于前面說的雙親委托機(jī)制)，所不同的是它是首先嘗試去加載某個(gè)類，如果找不到再代理給父類加載器。這與一般類加載器的順序是相反的。但也是為了保證安全，這樣核心庫就不在查詢范圍之內(nèi)。
類的加載時(shí)機(jī)
最后說一個(gè)比較重要也是諸多困惑的地方，就是什么時(shí)候才會(huì)加載類。
加載、驗(yàn)證、準(zhǔn)備、初始化、卸載這五個(gè)步驟是確定的，類的加載過程必須按部就班地開始，但是解析階段就不一定了，它在某些情況下是可以在初始化階段之后再開始，看到這里，肯定滿腦子？？？？，其實(shí)不必驚訝，我一開始就說了，它這是為了滿足Java語言地動(dòng)態(tài)時(shí)綁定（泛型、多態(tài)的本質(zhì)）這個(gè)特性來的，它是按部就班的開始，而不是按部就班的 “進(jìn)行”或者“結(jié)束”，這些階段其實(shí)是相互交叉混合進(jìn)行的，通常會(huì)在一個(gè)階段執(zhí)行的過程中調(diào)用、激活另外一個(gè)階段。
其實(shí)上面的話有些繞，我們從類的使用上來看這個(gè)問題，類的使用分為主動(dòng)引用和被動(dòng)引用：
1、主動(dòng)引用類（肯定會(huì)初始化）
new一個(gè)類的對象。
調(diào)用類的靜態(tài)成員(除了final常量)和靜態(tài)方法。
使用java.lang.reflect包的方法對類進(jìn)行反射調(diào)用。
當(dāng)虛擬機(jī)啟動(dòng)，java Hello，則一定會(huì)初始化Hello類。說白了就是先啟動(dòng)main方法所在的類。
當(dāng)初始化一個(gè)類，如果其父類沒有被初始化，則先會(huì)初始化他的父類
被動(dòng)引用
當(dāng)訪問一個(gè)靜態(tài)域時(shí)，只有真正聲明這個(gè)域的類才會(huì)被初始化。例如：通過子類引用父類的靜態(tài)變量，不會(huì)導(dǎo)致子類初始化。
通過數(shù)組定義類引用，不會(huì)觸發(fā)此類的初始化。
引用常量不會(huì)觸發(fā)此類的初始化（常量在編譯階段就存入調(diào)用類的常量池中了）。
首先，Java的編譯不是像其他語言一樣，都加載到內(nèi)存中才開始運(yùn)行，而且動(dòng)態(tài)的，也就會(huì)出現(xiàn)：先運(yùn)行了一部分，初始化了一些類，但是在這一部分運(yùn)行的代碼里被動(dòng)引用了未被初始化的類（例如static變量），這時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)了這種違背順序的情況。總的來說就是，
先加載并連接當(dāng)前類
父類沒有被加載，則去加載、連接、初始化父類，依舊是先加載并連接，然后再判斷有無父類，如此循環(huán)（所以JVM先將Object加載）
如果類中有初始化語句，包括聲明時(shí)賦值與靜態(tài)初始化塊，則按順序進(jìn)行初始化
source：https://www.cnblogs.com/TheGCC/p/14738123.html最近給大家找了 百萬級電商
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注意，不要亂回復(fù) 沒錯(cuò)，不是機(jī)器人 記得一定要等待，等待才有好東西