概述
虚拟机把描述类的数据从class文件加载到内存，并对数据进行校验、解析、初始化，最终形成被虚拟机直接使用的Java类型，这就是虚拟机的类加载机制。
与编译时进行连接工作的语言不同，在Java中，类型的加载、连接、初始化都在程序运行期间完成。这种策略虽然会稍微增加一些性能开销，但是会为Java应用程序提高高度的灵活性，Java中天生可以动态扩展的语言特性就算是依赖运行期动态加载和动态连接这个特点实现的。例如，如果编写一个面向接口的应用程序，可以等到运行时再指定其实际实现类；用户可以通过Java预定义的和自定义类加载器，让一个本地的应用程序可以在运行时从网络或其他地方加载一个二进制流作为程序代码的一部分，这种组装方式目前已经广泛应用于Java程序中。如：jsp，osgi等技术，都使用了Java语言运行期类加载的特性。
类加载的时机
类从加载到到虚拟机开始，到卸载出内存为止，他的生命周期包括：加载、验证、准备、解析、初始化、使用、卸载7个阶段。其中验证、准备、解析3个部分统称为连接。
加载、验证、准备、初始化和卸载这5个阶段顺序确定，类的加载过程必须按照这种顺序进行，而解析阶段不一定：它在某些情况下可以在初始化之后进行，这是为了支持Java语言的运行时绑定（动态绑定或晚期绑定）。注意，这里的开始并不是按部就班的开始，强调这点是因为这些阶段通常都是互相交叉地混合进行，通常在一个阶段执行的过程中调用、激活另外一个阶段。
什么情况开始类加载过程的第一阶段：加载？Java虚拟机没有强制约束，这点可以交给虚拟机的具体实现来自由把握。但是对于初始化阶段，虚拟机规范则是严格规定了有且只有5种情况必须对类进行初始化（而加载、验证准备自然需要在此之前开始）：
1.遇到new getstatic putstatic invokestatic这4条字节码指令时，如果类没有进行过初始化，则需要触发其初始化。生成这4条指令的最常见的Java代码场景是：使用new关键字实例化对象、读取或设置一个类的静态字段（被final修饰，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时。
2.使用reflect包的方法对类进行反射调用时，如果类没有进行过初始化，则需要先触发其初始化。
3.当初始化一个类的时候，如果发现父类还未初始化，则需要先触发其父类初始化。
4.虚拟机启动时，用户需要指定一个要执行的主类（包含main方法的那个类），虚拟机会先初始化这个主类。
5.当使用1.7的动态语言支持时，如果一个MethodHandle实例最后的解析结果是getstatic、purstatic、invokestatic的方法句柄，并且这个方法句柄对应的类没有进行过初始化，则需要先触发其初始化。
对于这三种会触发类进行初始化的场景，虚拟机规范中使用了一个很强烈的限定语：
有且仅有这5种场景中的行为称为对一个类进行主动引用。除此之外，所有引用类的方式都不会触发初始化，称为被动引用。下面举3个例子来说明何为被动引用：
例子一：
public class SuperClass {
public static String superStr = "superStr";
static {
System.out.println("我是superclass");
}
}
public class SonClass extends SuperClass {
public static String sonStr = "sonStr";
static {
System.out.println("我是Son");
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(SonClass.superStr);
}
}
上面只输出的superclass，对于静态字段，只有直接定义这个字段的类才会被初始化，因此通过其子类来引用父类中定义的静态字段，只会触发父类的初始化而不会触发子类的初始化。至于使用触发了子类的加载和验证，在虚拟机规范中并未明确规定，这点取决于虚拟机的具体实现。对于sun hotspot虚拟机来说，可通过-XX:+TraceClassLoading参数观察到此操作会导致子类的加载。
例子二：
public class Main {
public static void main(String[] args) {
SuperClass[] sca = new SuperClass[10];
System.out.println(sca.getClass());
}
}
上面代码没有触发com.bzy.test.SuperClass的初始化。但是这段代码出发了Lcom.bzy.test.SuperClass类的初始化，对于用户代码来说，这并不是一个合法的类名称，它是一个由虚拟机自动生成、直接继承Object的子类，创建动作由字节码指令newarray触发。这个类代表了一个元素类型为com.bzy.test.SuperClass的一维数组，数组中应有的属性和方法（用户可以直接使用的只有被修饰为public的length属性和clone方法）都实现在这个类里。Java语言中对数组的访问比C/C++相对安全是因为这个类封装了数组元素的访问方法，而C/C++直接翻译为对数组指针的移动。
例子三：
public class FinalTest {
public static final String str = "s";
static {
System.out.println("finalTest init");
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
//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类的初始化。
System.out.println(FinalTest.str);
}
}
上述代码运行之后，也没有输出final init，这是因为虽然在Main源码中引用了FinalTest的常量，但其实在编译阶段通过常量传播优化，已经将此常量的值存储到了Main类的常量池中，以后Main对常量str的引用实际都被转化为对自身常量池的引用了。也就是说Main的Class文件之中并没有FinalTest类的符号引用入口，这两个类在编译成class之后就不存在任何联系了。
接口的加载过程与类加载过程稍有不同，针对接口需要做一些特殊说明：接口也有初始化过程，这点与类是一致的，上面的代码都是用静态语句块static来输出初始化信息的，而接口中不能使用static语句块，但是编译器仍然会为接口生成clinit类构造器，用于初始化接口中所定义的成员变量。接口与类真正有区别的是前面的第三种场景：当一个类在初始化时，要求其父类全部都已经初始化过了，但是一个接口在初始化时，并不要求其父接口全都完成了初始化，只有在真正使用到父接口时（如引用接口中定义的常量）才会初始化。
类加载的过程
加载
加载完成后，字节流就存储在方法区中，然后内存中实例化一个java.lang.Class类对象（并没有明确规定在Java堆中，对于HotSpot虚拟机而言，Class对象比较特殊，虽然是对象，但是存放在方法区中），这个对象作为程序访问方法区中这些类型数据的外部接口。
加载阶段与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，加载阶段尚未结束，连接阶段可能已经开始了，但这些夹在加载阶段中进行的懂啊，仍然数据连接阶段内容。