Java 类加载机制
类的生命周期
总的来说，有：加载 => 连接 => 初始化 => 使用 => 卸载
需要注意的是，这几个阶段是按顺序开始的，并不是按顺序进行或者完成的，通常在一个阶段的执行过程中调用或者激活另一个阶段。
类的加载
该阶段主要完成三件事：
- 根据类的全限定名找到读取对应的字节码文件
- 解析字节码文件，静态数据结构转化为方法区的运行时数据结构
- 在 Java 堆中，生成 Class 对象，提供方法区数据结构的访问入口
需要注意的点：
- jvm 规范并没有要类在使用的时候加载，虚拟机可以进行预加载
- 加载过程中，发现字节码文件缺失或者其他错误，不会立即抛出异常，而是等到使用该类时，才会抛出异常
连接
仔细看图，连接其实也是类加载阶段的一部分，上文只是阐述了结果，这里详细叙述过程：
1、验证
就是验证字节码文件是否符合规范，是否有缺损，指令是否正确等。如果能确保字节码文件无误，可以采用la-Xverifynone来关闭大部分的类验证措施，缩短虚拟机的类加载时间。
2、准备
该阶段主要的工作就是：为类的静态变量分配内存，并将其初始化为默认值。
在哪里分配内存？
静态结构都是在方法区中，静态常量也是。不过需要注意的是，如果是对象的话，还是在堆内存中分配的，方法区中只是存有引用而已。
默认值都有哪些？
0、0L、false、null
需要注意的几点：
同时被
static final修饰的变量，在准备阶段就已经被赋予初值了，而不是默认值。被
static final修饰的变量，编译过后，字节码文件中会出现一个ConstantValue属性，在准备阶段虚拟机识别到后，就会显式的进行赋值操作：
只要标量（java中的基本数据类型）才会这样，而聚合量（java中的对象）不会：
它还是会在静态初始化块函数中。
3、解析
主要工作：将字节码文件中的符号引用转换为直接引用。
所谓的符号引用就是类中字面量的替代，而直接引用可以是内存地址、偏移量或者一个目标句柄。
两者的共同点都是用于指向特定的目标的。
符号引用就是一个目标标识，类被加载入内存后，我们总不能拿着这个标识去询问整个 java 进程空间或者某块没存区域吧，这样的效率太慢了。将这些标识转换为一个目标的内存引用，效率就要高很多。
注意：
该阶段不一定在下一个阶段（初始化阶段）执行，这是为了支持 Java 的运行时动态绑定机制
（没有截取完全）
invokeinterface指令，表示调用一个接口方法。很明显，接口不能定义方法，调用的肯定是实现类的方法。这里的话 jvm 会根据示例的对象类型，决定调用哪个方法。（详情请看下一篇文章）
初始化
该阶段的初始化只针对类的成员变量，也就是静态变量。（如果是对象的成员变量的话，那就是对象的生命周期了，不是类的了）
无论是类变量直接赋值，还是在静态代码块中赋值，编译过后都是会调用一个静态代码块的初始化方法，在里面进行赋值。（顺序从上到下）
类只有在真的使用时才会进行初始化操作：
- 创建类对象 => new、反射
- 调用静态方法或者访问静态变量
- 初始化该类的子类
使用
平时写代码不都是使用嘛？
这里还是要提高一点认知的，所谓的对象，其实就是数据集合。
对象的行为，即方法，在方法区中存放着。
对象调用方法的时候，实际上都是去访问 Class 对象，它是对应类方法区的入口，然后调用方法区中的对应方法。
（详细过程下一篇文章有写）
卸载
最容易达到的场景：java 进程退出，即 jvm 进程退出。
还有就是需要达到这三个条件：
- 堆中不存在任何该类或者派生类的对象
- 加载该类的类加载器被回收了
- Class 对象无引用，即没有任何地方通过反射访问该类
就算达到了这三点，JVM 也不承诺一定会回收类。
类加载器和类加载机制（类加载阶段的扩充）
BootstrapClassLoader是 jvm 自己的实现，称作启动类加载器，负责加载lib目录下类库，不能被 java 程序直接引用ExtensionClassLoader称作扩展类加载器，负责加载lib\ext目录下的字节码文件，我们可以自行扩展ApplicationClassLoader称作应用程序类加载器，负载加载用户类路径下的字节码文件，也就是我们自己写的代码，我们也可以自行扩展。
类加载机制
总结以下几点：全盘负责，父类委托，缓存机制：
- 全盘负责：当一个类加载器负责加载某个Class时，该Class所依赖的和引用的其他Class也将由该类加载器负责载入，除非显式使用另外一个类加载器来载入
- 父类委托：就是所谓的
双亲委派机制，类加载器收到了类的加载请求，会将这个请求一层一层的委托给上级的父类加载器进行加载，父类加载器找不到，再由自己来完成，如果自己都找不到，那就抛出ClassNotFoundException异常。 - 缓存机制：类被加载过后会放入对应的缓存区，类加载器在加载一个类时，会优先从缓存中拿去，获取不到才执行对应的加载流程。（这就是为什么修改了 Class 文件之后，必须重启 JVM 才能生效的原因）
自定义类加载器
通过继承ClassLoader类即可，具体自己百度吧。
（java 默认的类加载路径是本地，自己可实现从数据库或者网络I/O的形式加载一个类）
总结
本章内容相对轻松和愉悦！
2025/01/23
writeBy kaiven