java类的生命周期

Java类的生命周期

Jvm虚拟机内存区域：

    方法区：在java的虚拟机中的一块专门存放已经加载的类信 息、常量、静态变量以及方法代码的内存区域。

    常量池：方法区的一部分，主要用来存放常量和类中的符号引 用等信息

    堆区：用于存放类的实例

    栈区：也叫java虚拟机栈，是由一个一个的栈帧组成的后进先 出的栈式结构，栈帧中存放方法运行时产生的 局部变 量、方法出口等信息。当调用一个方法时，虚拟机栈中就 会创建一个栈帧存放这些数据，当方法 调用完成时， 栈帧消失，如果方法中调用了其他的方法，则继续在栈顶 创建新的栈帧。

    除了以上四个内存区域之外，jvm运行时内存区域还包括本地方法栈和程序计数器，这两个区域与类的生命周期关系不大。

类的生命周期：

    当编写一个java文件后，经过编译会生成一个后缀名为class的文件，这种文件就是字节码文件，只有这种字节码文件才能在jvm中运行，java类的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，当然也有在加载或者连接之后没有初始化就直接被使用的情况。

1、加载：

    在java类中，经常会提到类加载，和这里的加载不太一样，这里主要指加载、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。

    类的加载比较灵活，我们最常用的加载方式有两种：

    一种是根据类的全路径名找到相应的class文件，然后从class文件中读取文件内容；

    另一种是从jar文件中读取。

    另外，还有下面几种也比较常见：

    从网络中获取：比如10年前比较流行的Applet。

    根据一定的规则实时生成：比如设计模式中的动态代理模式就是根据相应的类自动生成它的代理类。

    从非class文件中获取：其实这与直接从class文件中获取的本质是一样的，这些非class文件在jvm运行之前会被转换为可以被jvm识别的class文件。

       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，就是有时连接阶段不会等加载阶段完全执行之后开始，认识交叉执行，可能一个类只加载了一部分之后，连接阶段就已经开始了。但这两个阶段总的开始时间和完成时间是固定的，加载阶段总是在连接阶段开始之前，连接阶段总是在加载阶段之后完成。

2、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，这和阶段的主要任务就是做一些加载后的验证工作以及做一些初始前的准备挨工作，可以细分为三个步骤：验证、准备和解析。

    2.1、验证：当一个类被加载之后，必须要验证这个类是否合法，比如这个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等。总之这个阶段的目的就是保证加载的类能够被jvm运行。

    2.2、准备：准备阶段的工作就是为类的静态变量分配内存并设置为jvm默认的初始值，对于非静态变量，则不会分配内存。静态变量的初值为jvm默认的初始值，而不是我们设置的初始值。

        基本类型（byte、short、int、long、float、double、boolean、char）的默认值为0；

        引用类型的初始值为null；

        常量的默认值为程序中设定的值，比如在程序中定义：final static int a=100；则准备阶段a的初值就是100.

    2.3、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医用，什么是符号引用和直接引用？

        假如我们知道一个人的身份证号，显然只有身份证号找不到这个人，但是通过公安局身份系统，我们可以通过身份证号得到他的全部信息，包括地址、姓名等。通过这些可以找到这个人，那么身份证号就是符号引用，地址就是直接引用。

        在内存也是一样，比如要在内存中找一个类中的show方法，显然是找不到。但在解析阶段，jvm就会把show这个名字转换为指向方法区的一块内存地址，比如说0x578332，通过这个地址就可以找到show这个方法具体分配在内存的哪一个区域了。在这show就是符号引用，地址就是直接引用。在解析阶段，jvm会把所有的类或接口、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。

3、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，其他的引用都是被动引用，而被动引用不会触发类的初始化。

        初始化的顺序：

            父类的静态方法，

            子类的静态方法，

            父类的构造方法，

            子类的构造方法

4、卸载：

        该类所有的实例都已经被回收，堆中不存在该类的实例；

        加载该类的ClassLoader已经被回收；

        该类对应的java.lang.Class对象没有在任何地方被引用，没有通过反射访问该类的方法。

只有当以上三个条件满足时，jvm会在方法区垃圾回收时堆该类进行卸载，类的卸载其实就是在方法区中清空类的信息，生命周期结束。