提纲
类加载的时机
类的整个生命周期包括：加载、验证、准备、解析、初始化、使用和卸载7个阶段。加载、验证、准备、初始化和卸载顺序确定。
虚拟机规范严格规定了有且只有5种情况必须立即对类进行初始化：
1. 遇到new、getstatic、putstatic或invokestataic这4条字节码指令时，如果类没有进行过初始化，则需要先触发其初始化。生成这四条指令最常见的代码场景是：使用new关键字实例化对象的时候、读取或设置一个类的静态字段（被final修饰、已在编译期把结果放入常量池的静态字段除外）的时候，以及调用一个类的静态方法的时候。
2. 使用java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用的时候。
3. 但初始化一个类的时候，如果发现其父类还没有进行初始化，则要先触发其父类的初始化。
4. 当虚拟机启动时，用户需要指定一个要执行的主类，虚拟机会先初始化这个主类。
5. 当时用动态语言支持时，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，则需要先触发其初始化。
以上5种场景中的行为称为对类的主动引用。其它引用方法称为被动引用
接口初始化与类初始化的不同：当一个类在初始化时，要求其父类全部都已经初始化过，倒是在一个接口初始化时，并不要求其父接口全部都完成了初始化，只有在真正使用到付接口的时候才会初始化。
类加载的过程
加载
加载完成的事情：
1. 通过一个类的权限定名来获取此类的二进制字节流；
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结构的访问入口。
二进制字节流的获取方式有很多种：
1. 从zip中获取，如jar、war、ear；
2. 从网络中获取，如applet；
3. 运行时计算生成，如动态代理技术（http://rejoy.iteye.com/blog/1627405）。
4. 其他文件，如jsp；
5. 从数据库获取，如中间件服务器。
非数组类的加载阶段可通过自定义的类加载器完成。
数组类本身不通过类加载器创建，是有java虚拟机直接创建，但是数组类的元素类型最终是由类加载器创建。一个数组类的加载过程需要遵循以下规则：
1. 如果数组的组件类型是引用类型，那就递归采用加载过程去加载这个组件类型，数组C将在加载该组件类型的类加载器的类名称空间上被标识；
2. 如果数组的组件类型不是引用类型，java虚拟机将会把数组C标记为与引导类加载器关联。
3. 数组类的可见性与它的组件类型的可见性一致，如果组件类型不是引用类型，那么数组类的可见性将默认为public。
验证
为了足额包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。如果验证到输入的字节流不符合Class文件格式的约束，会抛出一个java.lang.VerifyError或其子类异常。
验证阶段包括：
文件格式验证：该验证阶段验证字节流是否符合Class文件格式的规范。目的是保证输入的字节流能正确地解析并存储于方法区之内，格式上是否满足描述一个java类型信息的要求。
元数据验证：是对字节码描述信息进行语义分析，以保证其描述的信息符合java语言规范的要求。目的是对类的元数据信息进行语义校验，保证不存在不符合java语言规范的元数据信息。
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。对类的方法体进行校验分析，保证被校验类的方法在运行时不会做出危害虚拟机安全的事件。
符号引用验证：确保解析动作能够顺利完成。
关闭大部分类的验证措施：-Xverify：none
准备
是正式将类变量分配内存并设置类变量初始值的阶段。
类变量通常情况下初始值为零值。
数据类型 |
零值 |
数据类型 |
零值 |
int |
0 |
Boolean |
false |
long |
0L |
float |
0.0f |
short |
(short)0 |
double |
0.0d |
char |
‘\u0000’(空格) |
reference |
null |
byte |
(byte)0 |
如果类字段的字段属性表中存在ConstantValue（final）属性，那么在准备阶段变量value就会被初始化为ConstantValue所制定的值。
解析
是将常量池中的符号应用替换为直接引用的过程。
符号引用：以一组符号来描述所引用的目标，符号可以是任何形式的字面量，只要使用时能无歧义的定位到目标即可。和虚拟机实现的内训布局无关，引用目标不一定加载到内存中。
直接引用：可以是直接指向目标的指针、相对偏移量或时一个能间接定位到目标的句柄。直接引用是和虚拟机实现的内存布局是直接相关的，。
解析发生的时间：发生在执行anewarray、checkcast、getfield、getstatic、instanceof、invokedynamic、invokeinterface、invokespecial、invokestatic、invokevirtual、ldc、ldc_w、multianewarray、new、putfield和putstatic这16个用于操作符号引用的字节码指令之前。
除invokedynamic指令意外，虚拟机实现可以对第一次解析的结果进行缓存从而避免解析动作重复执行。一次解析成功，则一直成功；第一次解析失败，则其它解析请求也收到相同的异常。
invokedynamic用于动态语言支持，他所对应的引用称为“动态调用点限定符”，就是必须等到程序运行到这条指令的时候，解析动作才能执行。
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这7类符号引用进行。
假设当前的代码所处的类为D，假设把某个从未解析过的引用N解析为一个类或接口C的直接引用。
类或接口的解析：
字段解析：
类方法解析：
接口方法解析：
初始化
开始执行类中定义的java程序代码（或者说是字节码）。
初始化阶段是执行类构造器<clinit>()方法的过程。
<clinit>()方法执行过程中的特点和细节：
1. <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中的语句合并产生的。静态语句块只能访问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。
2. <clinit>()方法与类的构造函数不同，它不需要显示地调用父类构造器，虚拟机会保证在子类的<clinit>()方法方法执行之前，父类的<clinit>()方法已经执行完毕。因此第一个被执行的<clinit>()方法的类肯定是java.lang.Object.
3. 由于父类的<clinit>()方法先执行，意味着父类中定义的静态语句块要优先于子类的变量赋值操作。
4. <clinit>()方法对于类和接口来说并不是必需的。如果没有静态语句块也没有赋值操作，那么编译器可以不为这个类生成<clinit>()方法。
5. 接口中不能使用金泰语句块，但仍然有变量初始化的复制操作，因此接口与类一样都会生成<clinit>()方法。执行接口的<clinit>()方法不用先执行父接口的<clinit>()方法。
6. 虚拟机会保证一个类的<clinit>()方法在多线程环境中被正确地枷锁、同步，如果多个线程同时初始化一个类，那么只有一个线程取执行这个类的<clinit>()方法，其他线程阻塞等待，知道活动线程执行<clinit>()方法完毕。
类加载器
通过一个类的权限定名获取描述此类的的二进制字节流
类与类加载器
对于一个类，都需要由它的类加载器和这个类本身一同确立其在java虚拟机的唯一性，每一个类加载器，都拥有一个独立的类名称空间。
双亲委派模型
加载器类型：启动类加载器：使用c++实现，是虚拟机自身的一部分
其他类加载器：这些类加载器都由java语言实现，独立于虚拟机外部，并且都继承自抽象类java.lang.ClassLoader。又分为拓展类加载器和应用程序类加载器。
上图展示的类加载器之间的这种层次模型被称为双亲委派模型，除了启动类加载器之外，其他加载器都应当由自己的父类加载器。类加载之间的关系不以继承的关系实现，而是都是用组合关系来复用附加在器的代码。
破坏双亲委派模型
第一次破坏：jdk1.0时，用户通过继承ClassLoader方法并重写loadClass（）方法创建加载器。JDK1.2后添加了fingClass方法。
第二次破坏：作为用户调用的加载器基础类调用用户代码。添加了一个线程上下文类加载器。
第三次破坏：用户对程序动态性的追求而导致。后通过osgi模块化标准，给每一个程序模块都有一个自己的类加载器，当需要更换一个模块时，就把模块连同类加载器一起换掉已实现代码的热替换。
在osgi环境下，类加载器不再是双亲委派模型中的树状结构，而是进一步发展为更加复杂的网状结构。
