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触发类加载

6种主动引用触发到初始化的全流程加载

  1. 运行字节码指令是，碰到new 、getstatic 、 putstatic 、invokestatic 四种指令时。 四种指令对应如下代码。
    1. new关键字实例化对象
    2. 读取或设置类的静态属性 （final修饰的静态属性除外， final修饰的静态属性可以简单的理解为与类无关，其只是使用类的命名空间）
    3. 调用类的静态方法
  2. 使用java.lang.reflect 包下的方法操作class，触发类型的初始化。
  3. 子类初始化时，会同时检查父类有没有初始化，如果没有会先初始化父类。
  4. 虚拟机启动是，将main方法对应的类进行初始化
  5. jdk8之后的，接口中如果使用default()方法，实现类初始化时，会先初始化该接口。
  6. jdk7加入的动态语言的支持，对应的加载

几种被动引用

不会触发类的初始化但是可能会触发前面的流程

  1. 如通过子类引用调用父类的静态字段， 不会导致子类的初始化
  2. 声明新建某类型的数组，不会触发该类型的初始化
    1. 特别说明，声明数组会新建一个新的类，如com.company.XXX 会新生成一个 Lcom.company.XXX ，这个类包含了数组的基本操作方法。
  3. 调用类的常量静态字段，常量在编译阶段会存入调用类的常量池中，本质上没有直接引用到定义常量的类，因此不会触发定义常量的类的初始化

接口加载

这块没有理解的特别明确。 有以下几点特殊的

  1. 一般情况来说接口不需要加载，其更多的是一种定义规范，及行为规范。
  2. 接口加载时，不会加载其父接口 ，除非父类中由default方法
  3. 接口中由default 方法时， 实现类初始化，会先初始化接口。 这也是上面说的主动引用

1. 加载

加载过程需要完成三件事情

  1. 通过一个类的全限定名来获取定义此类的二进制字节流
  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，作为方法区这些数据的访问入口

主要注意的是，第一点的二进制字节流可以从文件、网络、数据库等地方获取；加载阶段也可以由用户自定义的类加载器完成；加载和连接的部分内容（文件格式校验）是交叉进行的

2. 验证

验证的目的是为了确保 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安全
（1）文件格式验证：

  1. 是否以魔数 0xCAFEBABE 开头
  2. 主、次版本号是否在当前虚拟机处理范围之内
  3. 常量池的常量中是否有不被支持的常量类型（检查常量 tag 标志）
  4. 指向常量的各种索引值中是否有指向不存在的常量或不符合类型的常量
  5. CONSTANT_Utf8_info 型的常量是否有不符合 UTF8 编码的数据
  6. Class文件中各个部分及文件本身是否有被删除的或附加的其他信息

（2） 元数据验证：

  1. 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）
  2. 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）
  3. 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
  4. 类中的字段、方法是否与父类产生了矛盾（例如覆盖了父类的 final 字段，或者出现不符合规则的方法重载，例如方法参数都一致，但返回值类型却不同等）

（3） 字节码验证：

  1. 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，例如不会出现类似这样的情况：在操作栈中放置了一个 int 类型的数据，使用时却按 long 类型来加载入本地变量表中
  2. 保证跳转指令不会跳转到方法体以外的字节码指令上
  3. 保证方法体中的类型转换是有效的，例如可以把一个子类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：

  1. 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
  2. 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
  3. 符号引用中的类、字段和方法的访问性是否可被当前类访问

    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；内存分配仅包括类变量（被 static 修饰的变量），而不包括实例变量，而这里的初始化，都是先赋为零值，即 static 变量初始化为 0

notice：类加载，当然只会处理类级别的属性，即静态的变量

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

  1. 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
  2. 直接引用：直接引用可以是直接指向目标的指针、相对偏移量或是一个能间接定位到目标的句子柄。直接引用是与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

解析的动作主要针对类或接口的解析、字段的解析、类方法解析、接口方法解析

5. 初始化

初始化阶段是根据程序员通过程序制定的主观计划去初始化类变量的其他资源；也可以说是执行类构造器 () 的过程。

  • () 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{}) 中的语句并产生的，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中可以赋值，但是不能访问。
  • () 方法与类的构造函数（或者说实例构造器 () 方法）不同，它不需要显式地调用父类构造器，虚拟机会保证在子类的 () 方法执行之前，父类的 () 方法已经执行完毕。因此在虚拟机中第一个被执行的 () 犯法的类肯定是 java.lang.Object。
  • 由于父类的 () 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
  • () 方法对于类或接口来说并不是必须的，如果一个类钟没有静态语句块，也没有对变量的赋值操作，那么编译器可以不为这个类生产 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 方法。但接口与类不同，执行接口的 () 方法不需要先执行父接口的 () 方法。只有父接口中定义的变量被使用时，父接口才会被初始化。另外，接口的实现类在初始化时也一样不会执行接口 () 方法
  • 虚拟机会保证一个类的 () 方法在多线程环境中被正确地加锁和同步，如果多个线程同时去初始化一个类，那么只会有一个线程去执行这个类的 () 方法，其他线程都需要阻塞等待，直到活动线程执行 () 方法完毕。