Java中类的生命周期

类的生命周期从加载开始，到连接，然后是初始化。而连接又包括验证、准备、和解析。

1、类的加载

类的加载是指把类的.class文件中的二进制数据读入到内存中，把它存放在运行时数据区中的方法区内，然后再堆去创建一个java.lang.class对象，用来封装类在方法区内的数据结构。
(运行数据区指的是java虚拟机所管理的那一块内存空间)

类的二进制数据的来源

Java虚拟机能够从多种来源加载类的二进制数据，包括：

• 从本地文件系统中加载类的.class文件，这是最常见的加载方式
• 通过网络下载类的.class文件
• 从ZIP、ZAR或其它类型的归档文件中提取.class文件
• 从一个专有数据库中提取.class文件
• 把一个Java源文件动态编译为.class

类的加载

类的加载粗略的讲是由虚拟机来完成的，确切的说是由类加载器完成的。类加载器可分为两种：

• Java虚拟机自带的加载器：
  启动类加载器（根类加载器）
  拓展类加载器
  系统类加载器
• 用户自定义的类加载器：
  是java.lang.ClassLoader类的子类实例，用户可以通过它来定制类的加载方式。

2、类的连接

类的验证

类的验证主要包括以下内容：

• 类文件的结构检查。
• 语义检查：确保类本身符合Java语言的语法规定，比如final类型的类没有子类，以及final类型的方法没有被覆盖。
• 字节码验证：确保字节码流可以呗Java虚拟机安全地执行。
• 二进制兼容的验证：确保相互引用的类之间协调一致。

类的准备

在准备阶段，Java虚拟机为类的静态变量分配内存，并设置默认的初始值。例如对于以下Sample类，在准备阶段，将int类型的静态变量a分配4个字节的内存空间，并且赋予默认值0，为long类型的静态变量b分配8个字节的内存空间，并且赋予默认值0；

public class Sample{
	private static int a = 1;
	public static long b;
	static{
		b = 2;
	}
	...
}

类的解析

在解析阶段，Java虚拟机会把类的二进制数据中的符号引用替换为直接引用。

public void gotoWork(){
	car.run();//这段代码在Worker类的二进制数据中表示为符号引用
}

在Worker类的二进制数据中，包含了一个堆Car类的run()方法的符号引用，它有run()方法的全名和相关描述符号引用替换为一个指针，该指针指向Car类的run()方法在方法区内的内存位置，这个指针就是直接引用。

3、类的初始化

在初始化阶段，Java虚拟机执行类的初始化语句，为类的静态变量赋予初始值；

在程序中，静态变量的初始化有两种途径： （1）在静态变量的声明处进行初始化 （2）在静态代码块中进行初始化

Java虚拟机初始化一个类包含以下步骤： （1）假如这个类还没有被加载过链接，那就先进行加载和连接。
（2）如果类存在直接的父类，并且这个父类还没有呗初始化，那就先初始化直接的父类。
（3）如果类中存在初始化预计，那就一次执行这些初始化语句。

类的初始化时机：
Java虚拟机只有在程序首次主动使用一个类或接口是才会初始化它：
（1）创建类的实例。
（2）调用类的静态方法。
（3）访问某个类或接口的静态变量，或者对该静态变量赋值。
（4）调用Java API中某些反射方法。
（5）初始化一个类的子类。
（6）Java虚拟机启东市呗标明为启动类的类。

类加载的父亲委托机制

除了Java虚拟机自带的根类加载器以外，其余的类加载器都有且只有一个父加载器。

说白了，优先考虑父类进行加载。

Java虚拟机自带的加载器

• 根（Bootstrap）类加载器：该加载器没有父加载器。它复杂加载虚拟机的核心类库，如 java.lang.* 等。
• 拓展（Extension）类加载器：它的父加载器为根类加载器。它从 java.ext.dirs 系统属性指定的目录中加载类库，或者从JDK的安装目录的 jre/lib/ext 子目录（扩展目录）下加载类库，如果吧用户创建的JAR文件放在这个目录下，也会自动由拓展类加载器加载。拓展类加载器是纯Java类，是 java.lang.ClassLoader 类的子类。
• 系统（System）类加载器：也称为应用类加载器，他的父加载器为拓展类加载器。它从 classpath 环境变量或者系统属性 java.class.path 所指定的目录中加载类，它是用户自定义的类加载器的默认父加载器。

类的卸载

• 当 Sample 类被加载、连接、初始化后，它的生命周期就开始了。当代表 Sample 类的 Class 对象不再被引用，即不可出击，那么 Class 对象就会结束生命周期， Sample 类在方法区内的数据也会被卸载，从而结束 Sample 类的生命周期。
• Java虚拟机自带的类加载器所加载的类，在虚拟机的生命周期中，始终不会被卸载。前面已经介绍过，Java虚拟机自带的类加载器包括根类加载器、拓展类加载器和系统类加载器。Java虚拟机本身会始终引用这些类加载器，而这些类加载器则会始终引用它们所加载的类的Class对象。因此这些Class对象始终是可触及的
• 由用户自定义的类加载器所加载的类是可以被卸载的。

小结

• 类的生命周期：加载、连接（验证、准备、解析）、初始化、卸载
• 类的初始化时机：
  （1）创建类的实例。
  （2）调用类的静态方法。
  （3）访问某个类或接口的静态变量，或者对该静态变量赋值。
  （4）调用Java API中某些反射方法。
  （5）初始化一个类的子类。
  （6）Java虚拟机启东市呗标明为启动类的类。
• 类的加载是由类加载器完成的。类的加载采用父亲委托机制。

本博客参考《大话Java》《Java面向对象编程》孙卫琴著 电子工业出版社出版

还有一篇不错的文章全面讲解Java类生命周期全过程