1.類(lèi)加載的目的：
一份被javac編譯過(guò)的class文本文件通過(guò)加載，生成某種形式的Class數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)入內(nèi)存， 程序可以調(diào)用這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)構(gòu)造出object，這個(gè)過(guò)程是在運(yùn)行時(shí)進(jìn)行的，也是java動(dòng)態(tài)拓展性的根基。
一個(gè)類(lèi)的生命周期：
- javac 編譯
- 加載
- 鏈接
- 初始化
- 使用
- 卸載
類(lèi)加載包含了三個(gè)階段
- 加載
- 鏈接
- 初始化
鏈接包含三個(gè)步驟：
- 驗(yàn)證
- 準(zhǔn)備
- 解析
其中，解析步驟是靈活的，他可以在初始化之前或者之后再進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)所謂的‘后期綁定’，其他環(huán)節(jié)則是不可改變的。
2.類(lèi)加載的階段
加載
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(lèi)型的對(duì)象的過(guò)程。
注意：
這里的Class文件不僅僅是指的本地文件，泛指各種來(lái)源的二進(jìn)制流，比如從網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)、即時(shí)計(jì)算出來(lái)的class文件，比如著名的就是 動(dòng)態(tài)代理技術(shù)，就是使用到了即時(shí)計(jì)算出來(lái)的class，然后實(shí)例化代理對(duì)象，可以自由選擇二進(jìn)制流。
鏈接
- 驗(yàn)證
驗(yàn)證動(dòng)作是有很多個(gè)步驟的，包括：文件格式驗(yàn)證、元數(shù)據(jù)字節(jié)碼驗(yàn)證、符號(hào)引用驗(yàn)證。
文件格式驗(yàn)證：其實(shí)是發(fā)生在加載階段的，如果通過(guò)，那么才能順利加載，順利加載后此時(shí)方法區(qū)內(nèi)雖然已經(jīng)存在了該class的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，堆中也存在了該class類(lèi)型的對(duì)象，但是這并不代表著JVM已經(jīng)完全認(rèn)可了這個(gè)類(lèi)。如果程序想要使用這個(gè)類(lèi)那么就必須進(jìn)行鏈接，而鏈接的第一步就是進(jìn)一步對(duì)這個(gè)類(lèi)進(jìn)行驗(yàn)證，到底對(duì)方法區(qū)內(nèi)的class靜態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了哪些方面的驗(yàn)證。
元數(shù)據(jù)的驗(yàn)證、字節(jié)碼的驗(yàn)證：就是對(duì)class的靜態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行語(yǔ)法和語(yǔ)義上的分析，保證其不會(huì)產(chǎn)生危害虛擬機(jī)的行為。這兩個(gè)步驟驗(yàn)證通過(guò)，那么虛擬機(jī)會(huì)姑且認(rèn)為該class是安全的，但是這并不意味著驗(yàn)證已經(jīng)完全結(jié)束了，還有一道對(duì)符號(hào)引用進(jìn)行驗(yàn)證的步驟。
符號(hào)引用驗(yàn)證：它是在解析階段內(nèi)發(fā)生的，而解析階段我們之前也提到過(guò)，它可以在初始化階段之前或者之后進(jìn)行。
驗(yàn)證其實(shí)包含了很多的步驟，分散在各個(gè)不同的階段內(nèi)，驗(yàn)證的內(nèi)容是會(huì)不斷發(fā)展的，除了這里提到的文本格式驗(yàn)證、元數(shù)據(jù)字節(jié)碼驗(yàn)證、符號(hào)引用驗(yàn)證 四個(gè)環(huán)節(jié) 從低版本的虛擬機(jī)到現(xiàn)在 驗(yàn)證步驟其實(shí)已經(jīng)不斷的加入了各種機(jī)制。在未來(lái)，虛擬機(jī)的開(kāi)發(fā)人員可能會(huì)引入更多更完善更完美的策略。
- 準(zhǔn)備
在元數(shù)據(jù)、字節(jié)碼驗(yàn)證通過(guò)之后，虛擬機(jī)會(huì)姑且認(rèn)為該class是安全的，這時(shí)候會(huì)進(jìn)入準(zhǔn)備階段，準(zhǔn)備階段做的處理，并不復(fù)雜，就是為該類(lèi)型中定義的靜態(tài)變量賦0值，注意，這里僅僅是靜態(tài)變量而不是成員變量，此時(shí)將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)被太多人混淆和誤解的概念，我們這里就好好捋一捋。
虛擬機(jī)內(nèi)存規(guī)范中的定義了方法區(qū)這種抽象概念，HotSpot這種主流虛擬機(jī)在JDK8之前使用了永久代這種具體的實(shí)現(xiàn)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)方法區(qū)。在JDK8之后，棄用‘永久代’這種實(shí)現(xiàn)方式，采用元空間這種直接內(nèi)存取代。
在JDK8之前，類(lèi)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及之后，常量池、靜態(tài)變量被移除‘方法區(qū)’，轉(zhuǎn)移到了堆中，元信息這些呢，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。
- 解析
該階段主要做的事情是將 符號(hào)引用 替換為 直接引用。什么是符號(hào)引用，什么是直接引用？
當(dāng)一個(gè)Java類(lèi)被編譯成Class之后，假如這個(gè)類(lèi)稱為A，并且A中 引用了B，那么在編譯階段，A是不知道B有沒(méi)有被編譯的，而且此時(shí)B也一定沒(méi)有被加載，所以A肯定不知道B的實(shí)際地址，那么A怎么才能找到B呢？，此時(shí)在A的class文件中，將使用一個(gè)字符串S來(lái)代表B的地址，S就被稱為符號(hào)引用，在運(yùn)行時(shí)呢，如果A發(fā)生了類(lèi)加載，到了解析階段會(huì)發(fā)現(xiàn)B還未被加載，那么將會(huì)觸發(fā)B的類(lèi)加載，將B加載到虛擬機(jī)中，此時(shí)A中的B的符號(hào)引用將會(huì)被替換成B的實(shí)際地址，這被稱為直接引用，這樣也就能夠真正的調(diào)用B了。
Java通過(guò)后期綁定的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)多態(tài)，那么后期綁定這個(gè)概念，又是如何實(shí)現(xiàn)的呢？
其實(shí)就是這里的動(dòng)態(tài)解析，如果A調(diào)用的B是一個(gè)具體的實(shí)現(xiàn)類(lèi)，那么就稱為靜態(tài)解析，因?yàn)榻忉尩哪繕?biāo)類(lèi)型很明確，而假如上層Java代碼使用了多態(tài)，這里的B是一個(gè)抽象類(lèi)或者是接口，那么 B可能有兩個(gè)具體的實(shí)現(xiàn)類(lèi)C和D 此時(shí)，B的具體實(shí)現(xiàn)并不明確，當(dāng)然也就不知道使用哪個(gè)具體類(lèi)的直接引用來(lái)進(jìn)行替換，既然不知道，那么就等一等吧，直到運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生了調(diào)用，此時(shí)虛擬機(jī)調(diào)用棧中將會(huì)得到具體的類(lèi)型信息，這時(shí)候再進(jìn)行解析，就能用明確的直接引用來(lái)替換符號(hào)引用，這就解釋了為什么解析階段有時(shí)候會(huì)發(fā)生在初始化階段之后，這就是動(dòng)態(tài)解析，用它來(lái)實(shí)現(xiàn)了后期綁定。底層對(duì)應(yīng)了invokedynamic這條字節(jié)碼指令。
擴(kuò)展：多態(tài)
擴(kuò)展：動(dòng)態(tài)綁定
初始化
初始化階段簡(jiǎn)單概括:此時(shí)會(huì)判斷代碼中是否存在主動(dòng)的資源初始化操作，如果有的話，那么執(zhí)行。這里所說(shuō)的主動(dòng)的資源初始化動(dòng)作，不是指的構(gòu)造函數(shù)，而是class層面的，比如說(shuō)成員變量的賦值動(dòng)作，靜態(tài)變量的賦值動(dòng)作，以及靜態(tài)代碼塊的邏輯。而只有顯式的調(diào)用new指令 才會(huì)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)進(jìn)行對(duì)象的實(shí)例化，這是對(duì)象層面的，二者不能進(jìn)行混淆。
