JVM虚拟机类加载机制
类的生命周期
加载——>验证——>准备——>解析——>初始化——>使用——>卸载
验证、准备、解析又统称连接阶段。
其中加载、验证、准备、初始化和卸载5个阶段的顺序是确定的,类的加载过程必须按照这种顺序按部就班的开始。要注意的是，这里这是单纯的开始,开始并不是指进行或者完成,这些阶段通常都是互相交叉地混合进行的,通常会在一个阶段执行的过程中调用激活另外一个阶段。
解析阶段则不一定:它在某些情况下可以在初始化阶段之后再开始。
那什么时候开始加载一个类呢？如果以下情况发生时，发现类还未被初始化,则必须要对类进行初始化(顺带着肯定有加载验证准备阶段的开始):
- new一个实例时,和读取设置一个类的静态字段或者调用类的静态方法时。
- 反射调用这个类的时候
- 初始化一个类时，发现其父类还未初始化,就会先触发父类的初始化
- 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。
- 当使用JDK1.7的动态语言支持时，如果一个java.lang.invoke.MethodHandle实例最后的解析结果REF_getstatic、REF_putStatic、REF_invokeStatic的句柄对应的类还未初始化时
加载
主要完成3件事:
- 通过一个类的全限定名来获取定义此类的二进制字节流
- 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
- 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的访问入口
加载阶段是开发人员可控性最强的，开发人员可以通过自定义的类加载器去控制字节流的获取方式。
加载阶段和连接阶段的部分内容是交叉进行的，加载阶段尚未完成，连接阶段可能已经开始。
验证
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。
- 文件格式验证
- 元数据验证
- 字节码验证
- 符号引用验证
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，这些变量所使用的内存都将在方法区中进行分配。
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。
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。符号引用与虚拟机实现的内存布局无关，引用的目标并不一定已经加载到内存中。各种虚拟机实现的内存布局可以各不相同，但是它们能接受的符号引用必须是一致的，因为符号引用的字面量形式明确定义在Java虚拟机规范的Class格式中。
直接引用: 直接引用可以是直接指向目标的指针、相对偏移量或者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相关的，同一个符号引用在不同虚拟机实例上翻译出来的直接引用一般不会相同。如果有了直接引用，那引用的目标必定已经在内存中存在。
初始化
初始化阶段是执行类构造器<clinit>()方法的过程。
- <clinit>()方法是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。
- 虚拟机必须保证在子类的<clinit>()方法执行前，父类的<clinit>()方法必须已经执行完。
- 如果一个类中没有静态语句块,也没有对变量的赋值操作，那么编译器就不会为这个类生成<clinit>()方法。
- 接口也有<clinit>()方法。但是和类不同，执行接口的<clinit>()方法时，不需要执行父接口的<clinit>()方法。只要当父接口中定义的变量使用时，父接口才会初始化。
- 虚拟机会保证<clinit>()方法是线程同步的。
类加载器
对于任何一个类，都需要由加载它的类加载器和这个类本身一同确立其在Java虚拟机中的唯一性，每一个类加载器都拥有一个独立的类名称空间。
也就是说,如果两个类来源于同一个Class文件，被同一个虚拟机加载，只要加载它们的类加载器不同，那这两个类就必定不相等。这里的相等包括equals()方法、isAssignableFrom()方法、isInstance()方法，也包括使用intanceof关键字的情况。
双亲委派模型
双亲委派模型对于保证java程序的稳定运作很重要。
双亲委派模型的工作过程是:如果一个类加载器收到类加载的请求，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把这个请求委派给父类加载器去完成，每个层次的类加载器都是如此，因此所有的加载请求最终都应该传送到顶层的启动类加载器中，只有当父加载器反馈自己无法完成这个加载请求时，子加载器才会尝试自己去加载。
绝大部分Java程序都会使用到以下3种系统提供的类加载:
- 启动类加载器(Bootstrap ClassLoader):负责将存放在<JAVA_HOME>\lib目录中的类库加载到虚拟机内存中。
- 扩展类加载器(Extension ClassLoader): 他负责加载<JAVA_HOME>\lib\ext目录或者被java.ext.dirs系统变量所指定的路径中的所有类库，开发者可以直接使用扩展类加载器。
- 应用程序类加载器(Application ClassLoader): 它负责加载用户类路径上锁指定的类库，开发者可以直接使用这个类加载器。
