类加载

• 虚拟机将描述类的数据从Class文件加载到内存，并对数据进行校验、转换解析和初始化，最终可以形成被虚拟机直接使用的Java类，这就是虚拟机的类加载机制。类型（ class文件：类或者接口，一串二进制字符流）的加载、连接和初始化过程都是在程序运行期间完成的。
• 类加载的时机
  • 类的整个生命周期：加载、检验、准备、解析、初始化、使用、卸载。验证、准备、解析统称为连接。加载、验证、准备、初始化和卸载这5个阶段顺序以及确定，解析不一定，有可能在初始化之后再开始 。

    

  • 类的主动引用：加载时机有虚拟机确定，初始化必须对以下5中情况立即执行：
    • 1）遇到new、getstatic、putstatic、invokestatic。若类没有初始化，必须先触发其初始化（使用new实例化对象、读取或设置一个类的静态字段、调用一个类的静态方法）；
    • 2）使用java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用的时候
    • 3）初始化一个类的时候，若其父类没有初始化，则需要先触发其父类初始化
    • 4）当虚拟机启动，用户要指定一个要执行的主类（包含main（）方法的那个类），虚拟机会初始化。
    • 5) 当使用jdk1.7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初始化，则需要先出触发其初始化。
  • 类的被动引用：
    • 1）通过子类引用父类的静态变量，父类会被初始化，子类不会
    • 2）通过数组定义来引用类，不会触发此类的初始化
    • 3）常量在编译阶段会存入调用类的常量池中，本质上并没有直接引用到定义常量的类，因此不会触发定义常量的类的初始化
    • 4）
• 类加载过程：
  • 加载：加载阶段和连接阶段的部分内容（如一部分字节码文件格式验证动作）是交叉进行的，加载阶段尚未完成，连接阶段可能已经开始，但这些夹在加载阶段之中进行的动作，仍然属于连接阶段的内容，这两个阶段的开始时间仍然保持着固定的先后顺序。
    • (1). 通过一个类的全限定名来获取定义此类的二进制字节流（并没有指明要从一个Class文件中获取，可以从其他渠道，譬如：网络、动态生成、数据库等）；
    • (2). 将这个字节流所代表的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构；
    • (3). 在内存中(对于HotSpot虚拟就而言就是方法区)生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为方法区这个类的各种数据的访问入口；
  • 验证：验证是连接阶段的第一步，这一阶段的目的是为了确保Class文件的字节流中包含的信息符合当前虚拟机的要求，并且不会危害虚拟机自身的安全。验证阶段是非常重要的，但不是必须的，它对程序运行期没有影响。如果所引用的类经过反复验证，那么可以考虑采用-Xverifynone参数来关闭大部分的类验证措施，以缩短虚拟机类加载的时间。 验证阶段大致会完成4个阶段的检验动作：
    • 1）文件格式验证：验证字节流是否符合Class文件格式的规范(例如，是否以魔术0xCAFEBABE开头、主次版本号是否在当前虚拟机的处理范围之内、常量池中的常量是否有不被支持的类型)
    • 2）元数据验证：对字节码描述的信息进行语义分析，以保证其描述的信息符合Java语言规范的要求(例如：这个类是否有父类，除了java.lang.Object之外)（数据类型做校验）；
    • 3）字节码验证：通过数据流和控制流分析，确定程序语义是合法的、符合逻辑的;（对类的方法体做校验）
    • 4）符号引用验证：对类自身以外所关联信息匹配验证，确保解析动作能正常执行。
  • 准备：
    • 准备阶段是正式为类变量(static 成员变量)分配内存并设置类变量初始值（零值）的阶段，这些变量所使用的内存都将在方法区中进行分配。这时候进行内存分配的仅包括类变量，而不包括实例变量，实例变量将会在对象实例化时随着对象一起分配在堆中。其次，这里所说的初始值“通常情况”下是数据类型的零值，假设一个类变量的定义为：public static int value = 123;
    • 那么，变量value在准备阶段过后的值为0而不是123。因为这时候尚未开始执行任何java方法，而把value赋值为123的putstatic指令是程序被编译后，存放于类构造器方法<clinit>()之中，所以把value赋值为123的动作将在初始化阶段才会执行。至于“特殊情况”是指：当类字段的字段属性是ConstantValue时，会在准备阶段初始化为指定的值，所以标注为final之后，value的值在准备阶段初始化为123而非0。public static final int value = 123;
  • 解析：解析阶段是虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程。解析动作主要针对类或接口、字段、类方法、接口方法、方法类型、方法句柄和调用点限定符7类符号引用进行。
  • 初始化：类初始化阶段是类加载过程的最后一步。在前面的类加载过程中，除了在加载阶段用户应用程序可以通过自定义类加载器参与之外，其余动作完全由虚拟机主导和控制。到了初始化阶段，才真正开始执行类中定义的java程序代码(字节码)。
    • 1）在准备阶段，变量已经赋过一次系统要求的初始值(零值)；而在初始化阶段，则根据程序猿通过程序制定的主观计划去初始化类变量和其他资源，或者更直接地说：初始化阶段是执行类构造器<clinit>()方法的过程。<clinit>()方法是由编译器自动收集类中的所有类变量的赋值动作和静态语句块static{}中的语句合并产生的，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，在前面的静态语句块可以赋值，但是不能访问。如下：

      

    • 2）类构造器<clinit>()与实例构造器<init>()不同，它不需要程序员进行显式的调用父类构造器，虚拟机会保证在子类类构造器<clinit>()执行之前，父类的类构造<clinit>()执行完毕。由于父类的构造器<clinit>()先执行，也就意味着父类中定义的静态语句块/静态变量的初始化要优先于子类的静态语句块/静态变量的初始化执行。特别地，类构造器<clinit>()对于类或者接口来说并不是必需的，如果一个类中没有静态语句块，也没有对类变量的赋值操作，那么编译器可以不为这个类生产类构造器<clinit>()。
    • 3）虚拟机会保证一个类的类构造器<clinit>()在多线程环境中被正确的加锁、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这个类的类构造器<clinit>()，其他线程都需要阻塞等待，直到活动线程执行<clinit>()方法完毕。特别需要注意的是，在这种情形下，其他线程虽然会被阻塞，但如果执行<clinit>()方法的那条线程退出后，其他线程在唤醒之后不会再次进入/执行<clinit>()方法，因为 在同一个类加载器下，一个类型只会被初始化一次。如果在一个类的<clinit>()方法中有耗时很长的操作，就可能造成多个线程阻塞，在实际应用中这种阻塞往往是隐藏的
• 首先执行的时st= new StaticTest（）；1、实例代码块；2、实例变量；3、实例构造器；4、静态代码块；5、静态方法；

  

• 1、new bar进入子类构造函数，进入父类构造函数，对父类进行初始化，i=2，getvalue直接调用子类的方法，子类中j=0，x=0；结束父类构造，进入子类构造函数，对子类进行初始化j=3，然后j=2，打印j=2；