一、JVM如何加载一个类？

最直观简单的方式就是通过图片来学习
类加载.png
下面我们来通过三道面试题来针对性学习下：

面试题常见的问题

1：这个class文件，谁来负责加载到内存中？

类加载器

  1. 类加载器负责从文件系统或者网络中加载Class文件，Class文件在开头（16进制）有特定的文件标记符 CA FE BA BE
  2. 类加载器（ClassLoader）只负责Class文件的加载，至于它是否可以运行，则由执行引（Execution Engine）决定。

（举个有趣的栗子：你朋友[ClassLoader]给你(Execution Engine)介绍对象，能不能成功看你自己）

2：class文件，存在内存哪个位置？

类加载器从class文件中抽取类信息并放在了方法区中，类信息：方法代码、变量名、方法名、访问权限、返回值等等。

3：Class对象存储在哪里？

这里说的是Class对象，不是class文件。
每当加载器从class文件中加载一个类的时候，都会加载类型信息到方法区中，同时生成一个Class对象，Class对象new多个对象实例。
Class对象存在堆内存当中。

二、一个类进入jvm之后，经历了什么？

先思考另外一个问题：一个类什么时候进入jvm？
3个时间节点加载

  1. 虚拟机启动时，执行main()方法的时候
  2. new对象的时候
  3. 读取静态字段或静态方法的时候

类从被加载道虚拟机内存中开始，到GC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、使用和卸载七个阶段。
其中，加载、验证、准备、初始化、卸载这个五个阶段发生的顺序是确定的，而解析阶段则不一定，它在某些情况下可以在初始化阶段之后开始。
另外这7个阶段通常是互相交叉的混合式进行的，通常会在一个阶段执行的过程中调用或激活另外一个阶段。
如下图所示：
类加载.drawio.png

三、面试题：jvm如何初始化一个类

在学习初始化之前，我们先要学会看类的字节码，在idea安装jclasslib插件

类的初始化

先安装一个工具jclasslib，在idea的插件市场可以直接安装。
jclasslib是一个可视化的class文件工具，它提供了工具库，供开发人员查看class文件的内容。

步骤1：先安装jclasslib插件

步骤2：查看字节码

代码如下图所示：
image.png
image.png
image.png
image.png
image.png
我们可以看到一个以及

方法：

用于对象实例初始化时被调用到。每次new对象的时候，都会调用该方法。

方法：

用于静态变量或静态块的初始化。当类class初始化的时候，调用该方法。

思考一个问题（这是前面的问题）：
一个类什么时候被类加载器加载进jvm？也就是类什么时候被初始化，什么时候会执行方法？

  1. 虚拟机启动时，执行main()方法的时候。
  2. new对象的时候。
  3. 读取静态字段或静态方法的时候（初始化静态变量以及静态块的时候）

也就是说在编译阶段（使用编译器编译的时候，不是把class编译给机器，这两个编译阶段是要区分开来的），仅仅把java文件编译成class文件的时候，并没有执行class的初始化方法，这一点是要知道的。
只有使用到这个class的时候才会真正去加载这个类到jvm，存放在方法区中，并生成class对象的时候执行。

笔试题：

运行下面代码，输出的结果是？

  1. package com.oyb.jvm.test01;
  3. public class Singleton {
  4.     private static Singleton instance = new Singleton();
  6.     public static int x = 0;
  7.     public static int y;
  9.     private Singleton() {
  10.         x ++;
  11.         y ++;
  12.     }
  13.     public static Singleton getInstance() {
  14.         return instance;
  15.     }
  16.     public static void main(String[] args) {
  17.         Singleton singleton = getInstance();
  18.         System.out.println(x);
  19.         System.out.println(y);
  20.     }
  21. }

输出的结果是：
image.png
分析：
我们知道在执行main方法的时候，类加载器就会加载这个Singleton这个class文件，并初始化这个class对象。
一个类被加载进jvm中之后，有一个阶段叫做准备的阶段，在准备的阶段，为类变量赋值上默认值。
此时，instance = null; x = 0; y =0;
之后进入初始化这个class的阶段，会执行方法。
在执行方法的时，如果有赋值操作，就会为变量赋上显式的值，如果没有赋值操作，就会使用默认值。比如：instance = new Signleton()；就是显式赋值。
执行到instance = new Signleton()；这行指令的时候，就会调用Singleton的构造方法，就是会调用方法，构造函数中做了两件事，分别将x++; y++；由于x和y都有默认值0了；自增之后都变成了1；所以这个执行完构造函数之后，x=1；y=1。这时候就执行完方法了，继续执行未执行完的方法。
这时候，就会执行下一行指令：x = 0；这时候就是显式赋值了，把x的值变成了0；而y没有被显式赋值，就会使用默认值，也就是前面自增之后的1；
最后输出的结果就是x=0；y = 1；

  1. public class Singleton {
  2.     private static Singleton instance = new Singleton();
  4.     public static int x = 0;
  5.     public static int y;
  7.     private Singleton() {
  8.         x ++;
  9.         y ++;
  10.     }
  11. }

经典笔试题：剖析类的初始化顺序

  1. public class Father {
  2.     static{
  3.         System.out.println("Initialize class father");
  4.     }
  5. }
  7. public class Son extends Father {
  8.     public static int width = 60;
  10.     static{
  11.         System.out.println("Initialize class son");
  12.         width = 30;
  13.     }
  15.     public Son() {
  16.             System.out.println("Son init ... ");
  17.     }
  18. }
  20. public class Main {
  21.     static {
  22.         System.out.println("Main static init ...");
  23.     }
  25.     public static void main(String[] args) {
  26.         System.out.println("Main main begin");
  27.         Son a = new Son();
  28.         System.out.println(Son.width);
  29.         Son b = new Son();
  31.     }
  32. }

输出的结果如下：