【你问我答】Java的类加载机制是怎样的？

类从被加载到虚拟机内存中开始，到卸载出内存为止，它的整个生命周期包括：加载、验证、准备、解析、初始化、使用、卸载7个阶段。  其中类加载的过程包括了加载、验证、准备、解析、初始化五个阶段。 1.加载：     加载时类加载过程的第一个阶段，在加载阶段，虚拟机需要完成以下三件事情：     1）通过一个类的全限定名来获取其定义的二进制字节流。     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Java堆中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为对方法区中这些数据的访问入口。 2.验证： 验证的目的是为了确保Class文件中的字节流包含的信息符合当前虚拟机的要求，而且不会危害虚拟机自身的安全。不同的虚拟机对类验证的实现可能会有所不同，但大致都会完成以下四个阶段的验证：`文件格式的验证、元数据的验证、字节码验证和符号引用验证。 3.准备： 准备阶段是正式为类变量分配内存并设置类变量初始值的阶段，这些内存都将在方法区中分配。 4.解析： 解析阶段是虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程。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、方法句柄和调用限定符7类符号引用进行。虚拟机会根据需要来判断，到底是在类被加载器加载时就对常量池中的符号引用进行解析（初始化之前），还是等到一个符号引用将要被使用前才去解析它（初始化之后）。 5.初始化： 初始化阶段是执行类构造器 <clinit> ()方法的过程。

Class文件由类装载器装载后，在JVM中将形成一份描述Class结构的元信息对象，通过该元信息对象可以获知Class的结构信息：如构造函数，属性和方法等，Java允许用户借由这个Class相关的元信息对象间接调用Class对象的功能。 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，转换解析和初始化，最终形成可以被虚拟机直接使用的Java类型，这就是虚拟机的类加载机制。 类的加载指的是将类的.class文件中的二进制数据读入到内存中，将其放在运行时数据区的方法区内，然后在堆区创建一个java.lang.Class对象，用来封装类在方法区内的数据结构。类的加载的最终产品是位于堆区中的Class对象，Class对象封装了类在方法区内的数据结构，并且向Java程序员提供了访问方法区内的数据结构的接口。 类加载器并不需要等到某个类被“首次主动使用”时再加载它，JVM规范允许类加载器在预料某个类将要被使用时就预先加载它，如果在预先加载的过程中遇到了.class文件缺失或存在错误，类加载器必须在程序首次主动使用该类时才报告错误（LinkageError错误）如果这个类一直没有被程序主动使用，那么类加载器就不会报告错误。 JVM将类的加载分为3个步骤： 1、装载（Load） 2、链接（Link） 3、初始化（Initialize） 其中 链接（Link）又分3个步骤，如下图所示： https://pic4.zhimg.com/80/v2-5473646d79609214433ee7a66e594603_720w.png

   类的加载指的是将类的.class文件中的二进制数据读入到内存中，将其放在运行时数据区的方法区内，然后在堆区创建一个java.lang.Class对象，用来封装类在方法区内的数据结构。类的加载的最终产品是位于堆区中的Class对象，Class对象封装了类在方法区内的数据结构，并且向Java程序员提供了访问方法区内的数据结构的接口。类加载器并不需要等到某个类被“首次主动使用”时再加载它，JVM规范允许类加载器在预料某个类将要被使用时就预先加载它，如果在预先加载的过程中遇到了.class文件缺失或存在错误，类加载器必须在程序首次主动使用该类时才报告错误（LinkageError错误）如果这个类一直没有被程序主动使用，那么类加载器就不会报告错误。 JVM将类的加载分为3个步骤： 1、装载（Load）查找并加载类的二进制数据（查找和导入Class文件） 加载阶段是可控性最强的阶段，因为开发人员既可以使用系统提供的类加载器来完成加载，也可以自定义自己的类加载器来完成加载。加载阶段完成后，虚拟机外部的 二进制字节流就按照虚拟机所需的格式存储在方法区之中，而且在Java堆中也创建一个java.lang.Class类的对象，这样便可以通过该对象访问方法区中的这些数据。 2、链接（Link） 1）验证：确保被加载的类的正确性 验证是连接阶段的第一步，这一阶段的目的是为了确保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 2）准备：为类的静态变量分配内存，并将其初始化为默认值 准备阶段是正式为类变量分配内存并设置类变量初始值的阶段，这些内存都将在方法区中分配。 3）解析：把类中的符号引用转换为直接引用 解析阶段是虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程，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、方法句柄和调用限定符7类符号引用进行。符号引用就是一组符号来描述目标，可以是任何字面量。直接引用就是直接指向目标的指针、相对偏移量或一个间接定位到目标的句柄。 3、初始化（Initialize）对类的静态变量，静态代码块执行初始化操作 初始化，为类的静态变量赋予正确的初始值，JVM负责对类进行初始化，主要对类变量进行初始化。在Java中对类变量进行初始值设定有两种方式： ①声明类变量是指定初始值。 ②使用静态代码块为类变量指定初始值。