Java类加载的过程

JVM规定，在以下四种情况下必须要对一个类进行初始化操作

• 实例化了类的对象
• 通过反射调用了类的实例化方法
• 实例化了这个类的子类
• 执行一个类的main方法时，这个类也必须要实例化

Java类加载的过程可以分为加载，连接（验证，准备，解析），初始化

加载
加载类的二进制字节流文件，JVM对加载来源的限制很少。可以从压缩包（jar，war），网络（applet），数据库中加载，也可可以在运行时生成（动态代理技术）或其他文件生成（jsp技术）。

加载的详细步骤

• 通过类的全限定名获取定义此类的二进制字节流。
• 将这个二进制字节流代表的静态存储结构转化成方法区的运行时数据结构。
• 然后再Java堆中生成一个代表这个结构的java.lang.Class对象，作为方法区这些数据的访问入口。
  
  
  

验证：验证二进制字节流是否符合当前虚拟机的规范，并保证不会危害虚拟机本身。
验证详细步骤
1.文件格式验证
2.元数据验证
3.字节码验证
4.符号引用验证

准备：
类变量的第一次赋值，给类变量赋系统初值（通常为0值或空值），有final修时的变量则直接赋程序初值（程序员定义的值）。

解析：把符号引用解析成直接引用。

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，只要使用时能无异议的定位到目标即可。符号引用与JVM的内存布局无关，引用的目标不一定加载到内存。
直接引用：可以是指针，地址偏移量，句柄。同一个符号引用在不同虚拟机上解析出的直接引用一般不同。直接引用与JVM内存布局相关，有直接引用的对象一定在内存中。

类或接口的解析

• 如果目标不是一个数组类型，就让当前所处的类的类加载器去加载这个目标。加载过程中可能会触发其他的加载操作，例如加载目标的父类
• 如果目标是一个数组类型，先判断数组元素是不是类或者接口，如果是类或者接口，接下在自然是按照上面的步骤来加载数组中的每一个元素。否则就有虚拟机生成一个代表此数组维度和元素的数组对象。
  如果步骤中没有出现任何异常，目标应该成为一个接口或类。接下来要进行符号引用验证，判断目标有没有当前类的访问权限。

字段的解析：

• 先在当前类中查找是否有简单名称，字段描述与目标字符串都相同的字段，如果有就直接返回这个字段的引用。
• 在当前类实现的接口中，按照从上到下的顺序查找，如果找到有简单名称，字段描述与目标字符串都相同的字段，则返回这个字段的引用
• 如果C不是java.lang.Object的话，将会在当前类继承的类中，按照从上到下的顺序查找，如果找到有简单名称，字段描述与目标字符串都相同的字段，则返回这个字段的引用
• 如果上面的三个步骤都不能找相同的字段，则抛出java.lang.NoSuchFieldError异常。
  如果成功返回了一个字段的引用，则会对这个字段进行权限验证，如果没有权限，还会返回java.lang.IllegalAccessError异常。

类方法解析

• 查看当前类的类索引，如果class_index索引是一个接口，则直接抛出java.lang.IncompatiableClassChangeError。
• 在当前类中查找简单名称，字段描述与目标相匹配的方法。如果有，则返回方法的直接引用，查找结束。
• 在当前类的父类中查找简单名称，字段描述与目标相匹配的方法。如果有，则返回方法的直接引用，查找结束。
• 在当前类实现的接口以及这些接口的父接口中查找简单名称，字段描述与目标相匹配的方法。如果有，则说明C是一个抽象类，抛出java.lang.AbstractMethodError异常。
• 否则，方法查找失败，抛出java.lang.NoSuchMethodError。

接口方法解析

• 查看当前接口的类索引，如果class_index索引是一个类，则直接抛出java.lang.IncompatiableClassChangeError。
• 在当前接口中查找简单名称，字段描述与目标相匹配的方法。如果有，则返回方法的直接引用，查找结束。
• 在当前接口的父接口中递归查找，直到java.lang.Object为止。查找简单名称，字段描述与目标相匹配的方法。如果有，则返回方法的直接引用，查找结束。
• 否则，方法查找失败，抛出java.lang.NoSuchMethodError。

初始化
类变量的第二次赋值，给类变量赋程序定义的初始值。一般是通过执行<clinit>()方法来进行复制操作。
<clinit>()方法中是类自动收集的类变量初始化和静态代码块(static{})的动作。如果一个类没有变量初始化操作，也没有静态代码块，这个类可以没有<clinit>()方法。
类初始化时执行这个方法。虚拟机有机制保证父类的<clinit>()方法会先于子类的<clinit>()方法执行完毕，保证父类先于子类初始化。
接口虽然没有静态代码块，但是有也变量赋值操作，因此接口也有<clinit>()方法。但是接口并没有像类那样的限制，父类接口的<clinit>()不需要先于子类接口执行，只有父类变量需要初始化的时候，才会执行父类接口的<clinit>()方法。
<clinit>()方法是synchronized的，虚拟机保证在多个线程尝试初始化一个类的情况下，只有一个线程能访问类的<clinit>()方法。