Java类加载过程

Key~美好的每一天

已于 2025-03-13 13:41:31 修改

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文章标签： java 开发语言 jvm

于 2025-03-13 11:16:24 首次发布

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类加载过程分为加载、连接、初始化，连接过程又可分为验证、准备、解析。

加载

使用类加载器将class文件加载到JVM中，加载阶段会将类的元数据(方法、字段、类名等)存储到方法区，然后在堆中生成Class对象，Class对象持有引用，指向方法区中的类的元信息。

验证字节码的文件格式、语法、内容等，确保字节码符合JVM规范。

验证内容：

为静态变量分配内存，并设置初始值。

准备阶段会给静态变量设置初始值，如下：

给b设置一个初始值0，初始化阶段再赋值为10；

对于基本类型和String的常量，会直接在准备阶段设置为我们赋予的值，c赋值为20，d赋值为"hello"。

对于其余引用类型的常量会在初始化阶段赋值

将常量池内的符号引用替换为直接引用。

符号引用是类的元数据(字段、方法、类名等)的字符串，存储在常量池中。

直接引用是类的元数据的内存地址。

调用clinit方法对静态代码、静态代码块进行初始化。

对于初始化阶段，虚拟机严格规范了有且有 6 种情况下，必须对类进行初始化(只有主动去使用类才会初始化类)：

当遇到 new、 getstatic、putstatic 或 invokestatic 这 4 条字节码指令时，比如 new 一个类，读取一个静态字段(未被 final 修饰)、或调用一个类的静态方法时。
- 当 jvm 执行 new 指令时会初始化类。即当程序创建一个类的实例对象。
- 当 jvm 执行 getstatic 指令时会初始化类。即程序访问类的静态变量(不是静态常量，常量会被加载到运行时常量池)。
- 当 jvm 执行 putstatic 指令时会初始化类。即程序给类的静态变量赋值。
- 当 jvm 执行 invokestatic 指令时会初始化类。即程序调用类的静态方法。
使用 java.lang.reflect 包的方法对类进行反射调用时如 Class.forName("..."), newInstance() 等等。如果类没初始化，需要触发其初始化。
初始化一个类，如果其父类还未初始化，则先触发该父类的初始化。
当虚拟机启动时，用户需要定义一个要执行的主类 (包含 main 方法的那个类)，虚拟机会先初始化这个类。
MethodHandle 和 VarHandle 可以看作是轻量级的反射调用机制，而要想使用这 2 个调用，
就必须先使用 findStaticVarHandle 来初始化要调用的类。