Java虚拟机类加载机制

类加载的时机

      类从被加载到虚拟机内存开始，到卸载出内存为止，它的整个生命周期包括：加载、验证、准备、解析、初始化、使用、卸载7个阶段。其中验证、准备、解析统称为连接。

      什么情况下需要开始类加载过程第一个阶段：加载？这一点java虚拟机并没有约束，但是对于初始化阶段，虚拟机严格规定了有且只有5种情况必须立即对类进行初始化（而加载等阶段是在初始化之前）。

1）遇到new、getstatic、putstatic、或invokestatic这4条字节码指令时，如果类没有进行过初始化，需要先触发其初始化。生成这4条指令的最常见的java代码场景是：使用new关键字实例化对象的时候、读取或设置一个类的静态字段（其中，被final修饰、已在编译期把结果放入常量池的静态字段除外）的时候，以及调用一个静态方法的时候。

2）使用反射对类进行调用的时候，如果类没有进行过初始化，则先触发其初始化。

3）当初始化一个类的时候，发现其父类还没有初始化的时候，则需要先除非其父类的初始化。

4）当虚拟机启动时，用户需要指定一个要执行的主类，虚拟机先初始化这个主类。

5）当使用jdk7的动态语言支持时，如果一个java.lang.invoke.MethodHandle实例最后的解析结果REF_getStatic，REF_putStatic、REF_invokeStatic的方法句柄，并且这个方法句柄所对应的类没有进行过初始化，则需要先触发初始化。

    只有这5个场景中的行为称为对类进行主动引用。除此之外的，所有引用类的方式都不会触发初始化，称为被动引用。

举例说明被动引用

 

运行之后，只会输出SuperClass init，不会输出SubClass init。对于静态字段，只有直接定义这个字段的类才会被初始化，因此通过其子类来引用父类的静态字段，只会触发父类的初始化，而不会触发其子类的初始化。

类加载的过程——初始化

     在准备阶段，变量已经赋过一次系统要求的初始值，而在初始化阶段是执行类构造器<clinit>()方法的过程。

1）<clinit>()方法是由编译器自动收集类中的所有变量的赋值动作和静态语句块(static{}块)中语句合并产生的，编译器收集的顺序是由语句在源文件中出现的顺序所决定的，静态语句块中只能访问到定义在静态语句块之前的变量，定义在它之后的变量，定义在它之后的静态变量，在前面的静态语句块中可以赋值，但是不能访问。

2）<clinit>()方法与类的构造函数(或者说实例构造器<init>()方法)不同，它不需要显式地调用父类构造器，虚拟机会保证在子类的<clinit>()方法执行之前，父类的<clinit>()方法已经执行完毕。因此，在虚拟机中第一个被执行的<clinit>()方法的类肯定是java.lang.Object 

3）由于父类的<clinit>()方法先执行，也就是说父类中定义的静态语句块要优先于子类的变量赋值操作，下图的字段B的值将会是2，而不是1

4） <clinit>()方法对于类或接口来说不是必须的，如果一个类中没有静态语句块，也没有对变量的赋值操作，编译器可以不为这个类生产<clinit>方法

5）接口中不能用静态语句块，但仍有变量初始化的赋值操作，因此接口与类一样都会生成<clinit>方法。但接口与类不同的是，执行接口的<clinit>方法不需要执行父接口的<clinit>()方法。只有当父接口中定义的变量被使用时，父接口才会被初始化。接口的实现类在初始化时也一样不会执行接口的<clinit>()方法。

6）虚拟机会保证一个类的<clinit>()方法在多线程环境下被正确地加锁、同步，如果多个线程同时去初始化一个类，那么只会有一个线程去执行类的<clinit>()方法，其他线程都需要阻塞等待，直到活动线程执行完<clinit>()方法。如果一个类的<clinit>()方法中有很多耗时的操作，就可能造成多个进程阻塞。