jvm的类加载机制

确保字节码文件的正确性，防止危害虚拟机的事情发生：    1.文件格式验证：第一阶段主要是验证字节码文件是否规范，确保能被当前虚拟机解析处理，例如：        确保文件以魔数0xCAFEBABE开头；        主、次版本是否在当前虚拟机的接受范围之内；        常量池的常量中是否有不被支持的类型等。    2.元数据验证：第二阶段主要是对字节码信息进行语义分析，确保其符合《java语言规范》，例如：        这个类是否有父类（除了java.lang.Object之外，所有的类都应当有父类）；        这个类的父类是否继承了不允许被继承的类（被final修饰的类）；        如果这个类不是抽象类，是否实现了其父类或接口之中要求实现的所有方法等。    3.字节码验证：第三阶段是最复杂的阶段，目的是通过数据流分析和控制流分析，来确定程序语义是              合法的、符合逻辑的，例如：        保证任意时刻操作数栈的数据类型与指令代码序列都能配合工作，例如不会出现类似于“在操作                  栈放置了一个int类型的数据，使用时却按long类型来加载入本地变量表中”这样的情况。        保证任何跳转指令都不会跳转到方法体以外的字节码指令上。        保证方法体中的类型转换总是有效的，例如可以把一个子类对象赋值给父类数据类型，这是安全                  的，但是把父类对象赋值给子类数据类型，甚至把对象赋值给与它毫无继承关系、完全不相干的                  一个数据类型，则是危险和不合法的。    4.符号引用验证：最后一个阶段的校验行为发生在虚拟机将符号引用转化为直接引用的时候，这个转化        动作将在连接的第三阶段——解析阶段中发生。这个阶段的目的是确保程序能够正常执行，如果无法通      过符号引用验证，Java虚拟机将会抛出一个java.lang.IncompatibleClassChangeError的子类异常，典      型的如：java.lang.IllegalAccessError、java.lang.NoSuchFieldError、                                                    java.lang.NoSuchMethodError等。例如：        符号引用中通过字符串描述的全限定名是否能找到对应的类。在指定类中是否存在符合方法的字段描          述符及简单名称所描述的方法和字段。符号引用中的类、字段、方法的可访问性（private、                      protected、public、<package>）是否可被当前类访问。

为类变量（static修饰的）分配内存并进行零值初始化；实例变量除外，它会在对象实例化的时候在堆上分配内存并初始化；final修饰的恒定值变量也除外，它在编译期间就被显式初始化了

卸载

使用class类，调用其方法

链接

初始化阶段就是执行类构造器<clinit>()方法的过程。<clinit>()并不是程序员在Java代码中直接编写的方法，它是Javac编译器的自动生成物：    <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{}块）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决定的，静态语句块中只能访问到            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；    <clinit>()方法与类的构造函数（即在虚拟机视角中的实例构造器<init>()方法）不同，它不需要显式地          调用父类构造器，Java虚拟机会保证在子类的<clinit>()方法执行前，父类的<clinit>()方法已经执行          完毕。因此在Java虚拟机中第一个被执行的<clinit>()方法的类型肯定是java.lang.Object；    由于父类的<clinit>()方法先执行，也就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；    <clinit>()方法对于类或接口来说并不是必需的，如果一个类中没有静态语句块，也没有对变量的赋值            操作，那么编译器可以不为这个类生成<clinit>()方法；    接口中不能使用静态语句块，但仍然有变量初始化的赋值操作，因此接口与类一样都会生成<clinit>()            方法。但接口与类不同的是，执行接口的<clinit>()方法不需要先执行父接口的<clinit>()方法，因为          只有当父接口中定义的变量被使用时，父接口才会被初始化。此外，接口的实现类在初始化时也一            样不会执行接口的<clinit>()方法；    Java虚拟机必须保证一个类的<clinit>()方法在多线程环境中被正确地加锁同步，如果多个线程同时去            初始化一个类，那么只会有其中一个线程去执行这个类的<clinit>()方法，其他线程都需要阻塞等              待，直到活动线程执行完毕<clinit>()方法。如果在一个类的<clinit>()方法中有耗时很长的操作，那          就可能造成多个进程阻塞[插图]，在实际应用中这种阻塞往往是很隐蔽的。

准备

加载

从内存中卸载该class类

jvm将描述类的数据从class文件中加载到内存并进行验证，解析，初始化等操作，最终形成可供虚拟机直接使用的java类型，这个过程被称为jvm的类加载机制；在Java语言里面，类型的加载、连接和初始化过程都是在程序运行期间完成的

将符号引用转化为直接引用的过程：    符号引用：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                       歧义地定位到目标即可；    直接引用：直接引用是可以直接指向目标的指针、相对偏移量或者是一个能间接定位到目标的句柄；如                       果有了直接引用，那引用的目标必定已经在虚拟机的内存中存在。    1.类或接口的解析：        1）如果C不是一个数组类型，那虚拟机将会把代表N的全限定名传递给D的类加载器去加载这个类                   C。在加载过程中，由于元数据验证、字节码验证的需要，又可能触发其他相关类的加载动作，                 例如加载这个类的父类或实现的接口。一旦这个加载过程出现了任何异常，解析过程                                 就将宣告失败。        2）如果C是一个数组类型，并且数组的元素类型为对象，也就是N的描述符会是类似                                     “[Ljava/lang/Integer”的形式，那将会按照第一点的规则加载数组元素类型。如果N的描述符                   如前面所假设的形式，需要加载的元素类型就是“java.lang.Integer”，接着由虚拟机生成一个                 代表该数组维度和元素的数组对象。        3）如果上面两步没有出现任何异常，那么C在虚拟机中实际上已经成为一个有效的类或接口了，但在               解析完成前还要进行符号引用验证，确认D是否具备对C的访问权限。如果发现不具备访问权限，               将抛出java.lang.IllegalAccessError异常。针对上面第3点访问权限验证，在JDK 9引入了模块化                 以后，一个public类型也不再意味着程序任何位置都有它的访问权限，我们还必须检查模块间的                 访问权限。如果我们说一个D拥有C的访问权限，那就意味着以下3条规则中至少有其中一条成立：                被访问类C是public的，并且与访问类D处于同一个模块。                被访问类C是public的，并且与访问类D处于同一个模块。                被访问类C是public的，不与访问类D处于同一个模块，但是被访问类C的模块允许被访问类D的                      模块进行访问。                被访问类C不是public的，但是它与访问类D处于同一个包中。    2.字段解析：        1）如果C本身就包含了简单名称和字段描述符都与目标相匹配的字段，则返回这个字段的直接引用，               查找结束。        2）否则，如果在C中实现了接口，将会按照继承关系从下往上递归搜索各个接口和它的父接口，如果               接口中包含了简单名称和字段描述符都与目标相匹配的字段，则返回这个字段的直接引用，查找                 结束。        3）否则，如果C不是java.lang.Object的话，将会按照继承关系从下往上递归搜索其父类，如果在父               类中包含了简单名称和字段描述符都与目标相匹配的字段，则返回这个字段的直接引用，查找结                 束。        4）否则，查找失败，抛出java.lang.NoSuchFieldError异常。    3.方法解析：        1）由于Class文件格式中类的方法和接口的方法符号引用的常量类型定义是分开的，如果在类的方法               表中发现class_index中索引的C是个接口的话，那就直接抛出                                                                   java.lang.IncompatibleClassChangeError异常。        2）如果通过了第一步，在类C中查找是否有简单名称和描述符都与目标相匹配的方法，如果有则返回               这个方法的直接引用，查找结束。        3）否则，在类C的父类中递归查找是否有简单名称和描述符都与目标相匹配的方法，如果有则返回这               个方法的直接引用，查找结束。        4）否则，在类C实现的接口列表及它们的父接口之中递归查找是否有简单名称和描述符都与目标相匹               配的方法，如果存在匹配的方法，说明类C是一个抽象类，这时候查找结束，抛出                                       java.lang.AbstractMethodError异常。        5）否则，宣告方法查找失败，抛出java.lang.NoSuchMethodError。最后，如果查找过程成功返回               了直接引用，将会对这个方法进行权限验证，如果发现不具备对此方法的访问权限，将抛出                        java.lang.IllegalAccessError异常。     4.接口方法解析        1）与类的方法解析相反，如果在接口方法表中发现class_index中的索引C是个类而不是接口，那么                 就直接抛出java.lang.IncompatibleClassChangeError异常。        2）否则，在接口C中查找是否有简单名称和描述符都与目标相匹配的方法，如果有则返回这个方法的               直接引用，查找结束。        3）否则，在接口C的父接口中递归查找，直到java.lang.Object类（接口方法的查找范围也会包括                   Object类中的方法）为止，看是否有简单名称和描述符都与目标相匹配的方法，如果有则返回这                 个方法的直接引用，查找结束。       4）对于规则3，由于Java的接口允许多重继承，如果C的不同父接口中存有多个简单名称和描述符都                与目标相匹配的方法，那将会从这多个方法中返回其中一个并结束查找，《Java虚拟机规范》中并              没有进一步规则约束应该返回哪一个接口方法。但与之前字段查找类似地，不同发行商实现的                    Javac编译器有可能会按照更严格的约束拒绝编译这种代码来避免不确定性。      5）否则，宣告方法查找失败，抛出java.lang.NoSuchMethodError异常。        

使用

验证

初始化

.class文件

解析

jvm的内加载机制

通过全限定类名找到字节码文件并装入方法区，在堆中生成一个该类的java.lang.Class对象作为访问入口