1. 概述
虛擬機把描述Java類的數(shù)據從Class文件加載到內存，并對數(shù)據進行校驗、轉換解析和初始化，最終形成可以被虛擬機直接使用的Java類型，這就是虛擬機的類加載機制。這個過程就是類加載的過程。
2.類加載的過程
類從被加載到虛擬機內存中開始，到卸載出內存為止，它的整個生命周期包括：加載（Loading）、驗證（Verification）、準備（Preparation）、解析（Resolution）、初始化（Initialization）、使用（Useing）、卸載（Unloading）7個階段。其中驗證、準備和解析3個部分統(tǒng)稱為連接（Linking），這7個階段的發(fā)生順序如圖所示。
2.1 加載
“加載”是“類加載”過程的一個階段，由類加載器來完成，主要做以下3件事：
- 通過一個類的全限定名來獲取此類的二進制字節(jié)流。
- 將這個二進制字節(jié)流所代表的靜態(tài)存儲結構轉化為方法區(qū)的運行時數(shù)據接口。
- 在內存中生成一個代表這個類的java.lang.Class對象，作為方法區(qū)這個類的各種數(shù)據的訪問入口。
加載階段完成后， 在內存中實例化一個java.lang.Class類的對象（ 并沒有明確規(guī)定是在Java堆中， 對于HotSpot虛擬機而言， Class對象比較特殊， 它雖然是對象， 但是存放在方法區(qū)里面）
Class對象在JDK1.7時放在方法區(qū)（Method Area）中，在JDK1.8時放在堆（Heap）中
Class實例在堆中還是方法區(qū)中？
2.2 驗證
驗證是連接階段的第一步，這一階段的目的是為了確保Class文件的二進制字節(jié)流中包含的信息符合當前虛擬機的要求，并且不會危害虛擬機自身的安全。
主要進行如下4個驗證：
- 文件格式驗證
驗證字節(jié)流是否符合Class文件格式的規(guī)范，并且能被當前版本的虛擬機處理。 - 元數(shù)據驗證
對字節(jié)碼描述的信息進行語義分析，以確保其描述的信息符合Java語言規(guī)范的要求。 - 字節(jié)碼驗證
通過數(shù)據流和控制流分析確定成行語義是合法的、符合邏輯的。 - 符號引用驗證
對類自身以外的信息（常量池中的各種符號引用）進行匹配性校驗。
2.3 準備
準備階段是正式為類變量分配內存并設置類變量初始值的階段， 這些變量所使用的內存都將在方法區(qū)中進行分配。這個階段有兩個容易產生混淆的概念。
- 這個階段進行內存分配的僅包括類變量（被static修飾的變量），而不包括實例變量，實例變量將會在對象實例化時隨著對象一起分配在Java堆中。
- 這里所說的初始化“通常情況”是指初始化為該數(shù)據類型的零值。
比如，一個類變量的定義為：public static int value=456;那變量value在準備階段過后的初始值為0而不是456，因為這時候尚未開始執(zhí)行任何Java方法，而把value賦值為456的putstatic指令是程序被編譯后，存放于類構造器＜ clinit＞ ()方法之中， 所以把value賦值為456的動作將在初始化階段才會執(zhí)行。
對于初始化時，也會有一些“特殊情況”。如果類字段的字段屬性表中存在ConstantValue屬性，那在準備階段變量value就會被初始化為ConstantValue屬性所指定的值。比如，一個類變量的定義為：public static final int value=456;
編譯時Javac將會為value生成ConstantValue屬性，在準備階段虛擬機就會根據ConstantValue的設置將value賦值為456。
2.4 解析
解析階段是虛擬機將常量池內的符號引用替換為直接引用的過程
2.5 初始化
類初始化階段是類加載過程的最后一步，在這一階段才開始執(zhí)行類中定義的Java代碼(字節(jié)碼)。初始化階段是執(zhí)行類構造器 <clinit> ()方法（類構造器就是“類變量的賦值動作+靜態(tài)語句塊”）的過程。
對于初始化階段，虛擬機嚴格規(guī)范了有且只有5中情況下，必須對類進行初始化：
- 當遇到 new 、 getstatic、putstatic或invokestatic 這4條直接碼指令時，比如 new 一個類，讀取一個靜態(tài)字段(未被 final 修飾)、或調用一個類的靜態(tài)方法時。
- 使用 java.lang.reflect 包的方法對類進行反射調用時 ，如果類沒初始化，需要觸發(fā)其初始化。
- 初始化一個類，如果其父類還未初始化，則先觸發(fā)該父類的初始化。
- 當虛擬機啟動時，用戶需要定義一個要執(zhí)行的主類 (包含 main 方法的那個類)，虛擬機會先初始化這個類。
- 當使用 JDK1.7 的動態(tài)動態(tài)語言時，如果一個 MethodHandle 實例的最后解析結構為 REF_getStatic、REF_putStatic、REF_invokeStatic、的方法句柄，并且這個句柄沒有初始化，則需要先觸發(fā)器初始化。
關于<clinit> ()方法：
- <clinit>()方法也叫類的構造器，是由編譯器自動收集類中的“所有類變量的賦值動作和靜態(tài)語句塊（static{}塊）”中的語句合并而成，編譯器收集的順序是由語句在源文件出現(xiàn)的順序而決定。靜態(tài)語句塊中只能訪問到定義在靜態(tài)語句塊之前的變量，定義在它之后的變量，可以賦值，但是不能訪問。
public class test {
static {
i = 0; // 賦值動作可以正常編譯
System.out.println(i);// 進行使用時，編譯器會提示“Illegal forward reference”
}
static int i = 1;
}
- <clinit>()執(zhí)行順序
<clinit>()方法與類的構造函數(shù)(或者說實例構造器<innt>() 方法)不同，它不需要顯式地調用父類構造器（類的構造函數(shù)需要顯示使用super.xxx()顯示調用父類的構造函數(shù)），虛擬機會保證在子類的<clinit>()方法執(zhí)行之前，父類的<clinit>()方法已經執(zhí)行完畢，即父類的靜態(tài)語句塊優(yōu)先于子類的靜態(tài)語句塊執(zhí)行。 - <clinit>()方法對于類和接口來說不是必須的，如果一個類沒有"類變量的賦值動作和靜態(tài)語句塊"，那么編譯器可以不為這個類生成<clinit>()方法。
- 接口中不能使用靜態(tài)語句塊，但仍有變量初始化的賦值操作（接口中的變量默認為“public static”），因此接口與類一樣都會生成<clinit>()方法。但接口與類不同的是，接口的<clinit>()方法執(zhí)行之前，不需要要執(zhí)行父接口的<clinit>()方法，只有使用父接口的變量時才會執(zhí)行初始化。同理，接口的實現(xiàn)類在初始化時也一樣不會執(zhí)行接口的<clinit>()方法。
- <clinit>()線程安全
虛擬機會保證一個類的<clinit>()方法在多線程環(huán)境中被正確地加鎖、 同步， 如果多個線程同時去初始化一個類， 那么只會有一個線程去執(zhí)行這個類的<clinit>()方法， 其他線程都需要阻塞等待， 直到活動線程執(zhí)行<clinit>()方法完畢。
3. 總結
類的生命周期有七個階段
- 加載：通過ClassLoader加載class文件字節(jié)碼，生成Class對象。
- 校驗：校驗加載字節(jié)碼的安全性和正確性。
- 準備：為類變量分配內存并設置類變量初始的零值。
- 解析：將常量池內的符號引用替換為直接引用。
- 初始化：將類進行初始化，執(zhí)行類構造器（類變量賦值和靜態(tài)語句塊）。
5. 初始化：將類進行初始化，執(zhí)行類構造器（靜態(tài)語句塊），可能執(zhí)行類的構造函數(shù)（如果new對象的話先執(zhí)行類構造器，再執(zhí)行類的構造函數(shù)）。“new對象會執(zhí)行類構造器”此時還是類加載過程，“再執(zhí)行類的構造函數(shù)”此時好像已經脫離類加載過程，到了對象的創(chuàng)建過程了。這個地方概念還是有點模糊，待我把對象的創(chuàng)建過程復習一下，再來總結?。?！ - 使用：使用這個類進行相關操作。
- 卸載：不用了，被JVM垃圾回收了。
父子類靜態(tài)代碼塊、代碼塊、構造函數(shù)初始化順序
參考
《深入理解Java虛擬機》
