Java类的生命周期

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我们在编写好java文件后会对其进行编译，称为class字节码文件，而Java生命周期指的就是一个class文件从加载到卸载的全过程。一个java类的完整的生命周期会经历加载、连接、初始化、使用、和卸载五个阶段，如下图所示：

下面，就针对几个阶段展开说明。

一、加载

说到加载，首先在这里区分一下其与经常提及的类加载的区别：
类加载指的是类的生命周期中加载、连接、初始化三个阶段，在加载阶段，java虚拟机会找到需要加载的类并把类的信息加载到jvm的方法区中，然后在堆区中实例化一个java.lang.Class对象，作为方法区中这个类的信息的入口。
常见的类的加载方式有以下几种：本地路径下编译生成的.class文件、jar包中的.class文件、远程网络获取(Applet)，以及动态代理实时编译(动态代理模式)。
对于加载的时机，各个虚拟机的做法并不一样，但是有一个原则，就是当jvm“预期”到一个类将要被使用时，就会在使用它之前对这个类进行加载。比如说，在一段代码中出现了一个类的名字，jvm在执行这段代码之前并不能确定这个类是否会被使用到，于是，有些jvm会在执行前就加载这个类，而有些则在真正需要用的时候才会去加载它，这取决于具体的jvm实现。我们常用的hotspot虚拟机是采用的后者，就是说当真正用到一个类的时候才对它进行加载。
加载阶段是类的生命周期中的第一个阶段，加载阶段之后，是连接阶段。有一点需要注意，就是有时连接阶段并不会等加载阶段完全完成之后才开始，而是交叉进行，可能一个类只加载了一部分之后，连接阶段就已经开始了。但是这两个阶段总的开始时间和完成时间总是固定的：加载阶段总是在连接阶段之前开始，连接阶段总是在加载阶段完成之后完成。

二、连接

连接阶段比较复杂，一般会跟加载阶段和初始化阶段交叉进行，这个阶段的主要任务就是做一些加载后的验证工作以及一些初始化前的准备工作，可以细分为三个步骤：验证、准备和解析。

1. 验证：当一个类被加载之后，必须要验证一下这个类是否合法，包括类是不是符合字节码的格式、变量与方法是不是有重复、数据类型是不是有效、继承与实现是否合乎标准等。这个阶段的目的就是保证加载的类是能够被jvm所运行。
2. 准备：准备阶段的工作就是为类的静态变量分配内存并设为jvm默认的初值，对于非静态的变量，则不会为它们分配内存。需要注意的是，这时候，静态变量的初值为jvm默认的初值，而不是我们在程序中设定的初值。jvm默认的初值是这样的：
   • 基本类型（int、long、short、char、byte、boolean、float、double）的默认值为0。
   • 引用类型的默认值为null。
   • 常量的默认值为我们程序中设定的值，比如我们在程序中定义final static int a = 100，则准备阶段中a的初值就是100。
3. 解析：这一阶段的任务就是把常量池中的符号引用转换为直接引用。如在内存中找一个类里面的一个叫做show的方法，在解析阶段，jvm就会把show这个名字转换为指向方法区的的一块内存地址，比如c17164，通过c17164就可以找到show这个方法具体分配在内存的哪一个区域了。这里show就是符号引用，而c17164就是直接引用。在解析阶段，jvm会将所有的类或接口名、字段名、方法名转换为具体的内存地址。

连接阶段完成之后会根据使用的情况（直接引用还是被动引用）来选择是否对类进行初始化。

三、初始化

如果一个类被直接引用，就会触发类的初始化。在java中，直接引用的情况有：

• 通过new关键字实例化对象、读取或设置类的静态变量、调用类的静态方法。
• 通过反射方式执行以上三种行为。
• 初始化子类的时候，会触发父类的初始化。
• 作为程序入口直接运行时（也就是直接调用main方法）。

除了以上四种情况，其他使用类的方式叫做被动引用，而被动引用不会触发类的初始化。
类的初始化过程是这样的：按照顺序自上而下运行类中的变量赋值语句和静态语句，如果有父类，则首先按照顺序运行父类中的变量赋值语句和静态语句。
在类的初始化阶段，只会初始化与类相关的静态赋值语句和静态语句，也就是有static关键字修饰的信息，而没有static修饰的赋值语句和执行语句在实例化对象的时候才会运行。

四、使用

类的使用包括主动引用和被动引用，主动引用在初始化已经提及，下面我们主要来说一下被动引用：

• 引用父类的静态字段，只会引起父类的初始化，而不会引起子类的初始化。
• 定义类数组，不会引起类的初始化。
• 引用类的常量，不会引起类的初始化。

使用阶段包括主动引用和被动引用，主动饮用会引起类的初始化，而被动引用不会引起类的初始化。当使用阶段完成之后，java类就进入了卸载阶段。

五、卸载

在类使用完之后，如果满足下面的情况，类就会被卸载：

• 该类所有的实例都已经被回收，也就是java堆中不存在该类的任何实例。
• 加载该类的ClassLoader已经被回收。
• 该类对应的java.lang.Class对象没有任何地方被引用，无法在任何地方通过反射访问该类的方法。

如果以上三个条件全部满足，jvm就会在方法区垃圾回收的时候对类进行卸载，类的卸载过程其实就是在方法区中清空类信息，java类的整个生命周期就结束了。

结语

Java对象基本上都是在jvm的堆区中创建，在创建对象之前，会触发类加载（加载、连接、初始化），当类初始化完成后，根据类信息在堆区中实例化类对象，初始化非静态变量、非静态代码以及默认构造方法，当对象使用完之后会在合适的时候被jvm垃圾收集器回收。读完本文后我们知道，对象的生命周期只是类的生命周期中使用阶段的主动引用的一种情况（即实例化类对象）。而类的整个生命周期则要比对象的生命周期长的多。

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