某大厂一面：Java类的加载顺序?

最新推荐文章于 2025-03-18 00:45:00 发布

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Java 类的加载过程是由 类加载器（ClassLoader）控制的，涉及从类路径（或 JAR 文件）中加载类的字节码到 JVM 中。类加载不仅仅是简单的读取 .class 文件，还包括类的验证、准备、初始化等多个阶段。

下面将详细介绍 Java 类的加载顺序、过程和相关机制。

1. Java 类的加载过程

Java 类加载的过程大致分为以下几个步骤：

加载（Loading）
验证（Verification）
准备（Preparation）
解析（Resolution）
初始化（Initialization）

1. 加载（Loading）

加载阶段是指通过类加载器（ClassLoader）将类的字节码从文件系统或网络加载到 JVM 的内存中，并生成 Class 对象。

类加载器：负责在运行时根据类的全限定名（包括包名）将字节码文件加载到 JVM 中。
- 如果类已经加载过，JVM 不会重新加载。
- 加载的字节码文件存储在磁盘上（如 classes 目录或 JAR 文件）或通过其他渠道（例如网络）传输。
类加载器的工作：ClassLoader 依据以下规则决定如何加载类：
- Bootstrap ClassLoader：负责加载 JVM 核心库（rt.jar）。
- Extension ClassLoader：加载 JDK 扩展库（ext/ 目录下的类）。
- System ClassLoader（应用程序类加载器）：加载系统类路径（CLASSPATH）中的类。

2. 验证（Verification）

类加载后，JVM 会对加载的字节码进行验证，以确保它符合 JVM 的规范，且没有受到恶意代码或错误代码的影响。

验证阶段包括：

文件格式验证：确保文件是合法的 .class 文件。
元数据验证：检查类的元数据，如字段、方法等，是否符合 Java 虚拟机规范。
字节码验证：确保字节码中的指令是合法的，并符合 JVM 运行时要求。

3. 准备（Preparation）

在这个阶段，JVM 会为类的静态变量分配内存，并将其初始化为默认值。此时，类中的静态变量尚未赋值，仅是内存的分配。

例如：

int 类型的静态变量默认值为 0。
引用类型的静态变量默认值为 null。

这个阶段仅为静态变量分配内存，并未执行任何初始化代码。

4. 解析（Resolution）

解析阶段是将符号引用转换为直接引用的过程。在类文件中，可能会有一些指向其他类、方法、字段的符号引用。在解析阶段，JVM 会将这些符号引用解析为具体的内存地址或方法指针。

解析过程包括：

类解析：将类的符号引用解析为类的内存地址。
字段解析：将字段的符号引用解析为实际的内存地址。
方法解析：将方法的符号引用解析为实际的内存地址。

5. 初始化（Initialization）

初始化阶段是类加载过程的最后一个步骤。类的静态初始化会在此时发生，静态成员会被初始化，静态代码块会执行。

静态变量赋值：此时，静态变量会被赋予编译时指定的值，或者赋予默认值（如 0 或 null）。
静态代码块执行：如果类中定义了静态初始化块（static {}），它会在类加载后、初始化之前执行。静态代码块只会执行一次。

2. Java 类加载顺序

Java 类加载的顺序涉及到类的引用、静态字段、父类的加载等。加载顺序遵循以下几个规则：

类首次引用时加载

类加载的触发通常由类的引用来决定，只有在程序首次引用该类时，JVM 才会加载类。类的引用可以通过以下方式发生：

使用 new 关键字创建该类的对象。
调用类的静态方法或访问类的静态字段。
使用反射（如 Class.forName()）加载类。
使用 instanceof 运算符检查对象的类型。
通过反射或动态代理创建对象。

父类优先加载

如果一个类继承了父类，父类会优先加载。例如，当创建一个子类对象时，父类的静态初始化会首先执行，然后才是子类。

class A {
    static {
        System.out.println("A initialized");
    }
}

class B extends A {
    static {
        System.out.println("B initialized");
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        new B();  // 输出 A 初始化，B 初始化
    }
}

输出：

A initialized
B initialized

静态成员触发加载

当类有静态成员（如静态字段、静态方法、静态代码块）时，在第一次访问这些静态成员时，类会被加载并初始化。访问静态字段和方法会触发类加载，执行静态初始化。

class A {
    static int x = 10;  // 静态变量
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(A.x);  // 访问静态字段会触发 A 类的加载
    }
}