类加载

类加载指的是将类的class文件的二进制数据加载到内存当中，并将其放在运行时数据区的方法区的内，然后在内存中创建一个java.lang.Class对象，用来封装类在方法区中的数据结构。

Java虚拟机规范并未要求将Class对象位于哪里，HotSpot虚拟机将之放在了方法区内

Java代码中，类型的加载、连接、初始化过程都是在运行期间完成的其中，连接又分为验证、准备和解析3个阶段

提供更大的灵活性，增加更大的可能性。

类从加载进入内存到从内存中卸载，一共经过以几个阶段：

加载（Loading）

查找并加载类的二进制数据

连接（Connection）
1. 验证：校验class文件的合法性
2. 准备：为类的静态变量分配内存并初始化为0值，即对应类型的默认值
3. 解析：将类的符号引用转换为直接引用
初始化（Initialization）

为类的静态变量赋予正确的初始值

举例：

准备阶段，a = 0; 初始化阶段，a = 1;

public class Test{
    public static int a = 1;
}

使用（Using）
卸载Unloading）

JVM与程序生命周期

程序遇到以下情况会退出虚拟机，结束进程：

显示调用 System.exit()
程序正常结束
程序在运行期间遇到错误导致异常终止
操作系统发生错误导致进程退出

类的主动使用

所有Java虚拟机实现必须在每个类或接口被Java程序“首次主动使用”时才初始化

创建类的实例
访问某个类或接口的静态变量，或对该静态变量进行赋值

putstatic
getstatic

调用类的静态方法

invokestatic

反射
初始化一个类的子类
当虚拟机启动时，用户需要指定一个执行的主类（main()方法所在类），虚拟机会先触发其初始化
使用 JDK 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为 REF_getstatic、REF_putstatic、REF_invikestatic 的方法句柄时，并且这个句柄对应的类还未初始化时，必须先要触发其初始化

代码验证

class Parent {
    public static String con = "parent";
    static {
        System.out.println("parent静态代码块");
    }
    {
        System.out.println("parent代码块");
    }
}
class Child extends Parent {
    {
        System.out.println("child代码块");
    }
    static {
        System.out.println("child静态代码块");
    }
    public static void invoke() {
        System.out.println("child 静态方法");
    }
}

验证创建类的实例：

    public static void main(String[] args) {
        new Parent();
    }

捕获.PNG

可以看到，new Parent() 导致了 Parent 类的初始化。

验证访问某个类或接口的静态变量，或对该静态变量进行赋值

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Parent.con);
    }

捕获.PNG

验证调用类的静态方法
验证初始化一个类的子类

    public static void main(String[] args) {
        Child.invoke();
    }

捕获aaaa.PNG

可以看出，调用子类的静态方法会导致其初始化，也会导致父类的初始化。

验证反射

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class<?> aClass = Class.forName("com.oliver.jvm.Parent");
    }

捕获sssss.PNG

验证当虚拟机启动时，用户需要指定一个执行的主类（main()方法所在类），虚拟机会先触发其初始化

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
    }
    static {
        System.out.println("main静态代码块");
    }

捕获.PNG

除了以上的7种方式，其余的都不会导致类的主动使用。例如：

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        System.out.println(Child.con);
    }

捕获.PNG

虽然调用了Child.con，但是由于 con是属于 Parent类的，因此并不会导致Child的主动使用。虽然Child类并没有初始化，但是有没有被加载呢？这在虚拟机规范中并没有明确说明。即使这样，我们也可以通过一些配置项来查看类的加载信息。

-XX:+TraceClassLoading

再次运行代码：

23:34:03: Executing task 'Demo01.main()'...
> Task :compileJava UP-TO-DATE
> Task :processResources NO-SOURCE
> Task :classes UP-TO-DATE
> Task :Demo01.main()
[0.004s][warning][arguments] -XX:+TraceClassLoading is deprecated. Will use -Xlog:class+load=info instead.
[0.004s][warning][arguments] -XX:+TraceClassLoading is deprecated. Will use -Xlog:class+load=info instead.
[0.011s][info   ][class,load] opened: E:\workspace\IDEA\IntelliJ IDEA Community Edition 2019.2\jbr\lib\modules
[0.018s][info   ][class,load] java.lang.Object source: jrt:/java.base
......
[0.134s][info   ][class,load] com.oliver.jvm.Demo01 source: file:/L:/jvm/jvm/build/classes/java/main/
[0.134s][info   ][class,load] java.lang.PublicMethods$MethodList source: jrt:/java.base
[0.134s][info   ][class,load] java.lang.PublicMethods$Key source: jrt:/java.base
[0.134s][info   ][class,load] java.lang.Void source: jrt:/java.base
[0.135s][info   ][class,load] com.oliver.jvm.Parent source: file:/L:/jvm/jvm/build/classes/java/main/
[0.136s][info   ][class,load] com.oliver.jvm.Child source: file:/L:/jvm/jvm/build/classes/java/main/
parent��̬�����
parent
[0.136s][info   ][class,load] jdk.internal.misc.TerminatingThreadLocal$1 source: jrt:/java.base
[0.136s][info   ][class,load] java.lang.Shutdown source: jrt:/java.base
[0.136s][info   ][class,load] java.lang.Shutdown$Lock source: jrt:/java.base
Deprecated Gradle features were used in this build, making it incompatible with Gradle 6.0.
Use '--warning-mode all' to show the individual deprecation warnings.
See https://docs.gradle.org/5.2.1/userguide/command_line_interface.html#sec:command_line_warnings
BUILD SUCCESSFUL in 0s

可以看出，Child类虽然没有初始化，但是仍然被加载了。

final关键字

class Parent {
    public static final String con = "parent";
    static {
        System.out.println("parent静态代码块");
    }
}

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        System.out.println(Parent.con);
    }

可以看到，con 加了 final 关键字之后，该类不会被主动加载了。为什么呢？因为在常量编译期间，该常量会存入到调用这个常量的方法所在的常量池中。也就是说，常量 con 已经在编译期间添加到了main() 方法所在的方法区内。具体反编译class文件看看究竟。

// 反编译class文件
javap -c xxx.class
Compiled from "Demo01.java"
public class com.oliver.jvm.Demo01 {
  public com.oliver.jvm.Demo01();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return
  public static void main(java.lang.String[]) throws java.lang.ClassNotFoundException;
    Code:
       0: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
       3: ldc           #4                  // String parent
       5: invokevirtual #5                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
       8: return
}

可以看到，在第15行有条虚拟机执行指令：ldc.这条指令直接指向了 parent字符串，可以看出该字符串在此处已经与 Parent类没有关系了。

ldc：将int, float或String型常量值从常量池中推送至栈顶

更多虚拟机指令参照 JVM系列—指令集
**
当去掉final关键字之后反编译class文件：

Compiled from "Demo01.java"
public class com.oliver.jvm.Demo01 {
  public com.oliver.jvm.Demo01();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return
  public static void main(java.lang.String[]) throws java.lang.ClassNotFoundException;
    Code:
       0: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
       3: getstatic     #3                  // Field com/oliver/jvm/Parent.con:Ljava/lang/String;
       6: invokevirtual #4                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
       9: return
}

getstatic 获取指定类的静态域, 并将其压入栈顶

从12行可以看出，parant这个字符串来自于Parent类。

JVM 配置

JVM的配置项都遵循一定的规律。

-XX:+<options>  开启options选项
-XX:-<options>  关闭options选项
-XX:<options>=<values> 将options的值设置成为values

例如 -XX:MaxNewSize=size **新生成对象能占用内存的最大值 -XX:-HeapDumpOnOutOfMemoryError **当首次遭遇OOM时导出此时堆中相关信息【关闭】

JVM系列-类加载器

类加载

JVM与程序生命周期

类的主动使用

代码验证

final关键字

JVM 配置