面试官：Java类是如何被加载到内存中的？
面试连环call
- Java类是如何被加载到内存中的？
- Java类的生命周期都有哪些阶段？
- JVM加载的class文件都有哪些来源？
- JVM在加载class文件时，何时判断class文件的格式是否符合要求？
类生命周期
一个类从被加载到虚拟机内存开始，到卸载出内存为止，它的整个生命周期将会经历
加载、验证、准备、解析、初始化、使用和卸载
七个阶段，其中
验证、准备、解析
三个部分统称为
连接
。
- 加载、验证、准备、初始化和卸载
这五个阶段的顺序是确定的，类型的加载过程必须按照这种顺序按步就班地开始， - 解析阶段
顺序则不固定，它可以在初始化之前，而在某些情况下也可以在初始化阶段之后，这是为了支持Java语言的
运行时绑定特性
。
类加载过程
系统加载 Class 类型的文件主要三步：
加载->连接->初始化
。连接过程又可分为三步：
验证->准备->解析
。
加载
加载是类加载过程的第一个阶段，在加载阶段，虚拟机需要完成以下三件事情
- 通过一个类的全限定名来获取其定义的
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
Java堆
中生成一个代表这个
类的java.lang.Class对象
，作为对方法区中这些数据的访问入口。
加载.class文件的方式
- 从
本地文件
系统中直接加载 - 通过
网络下载
.class文件 - 从
zip，jar等归档文件
中加载.class文件 - 从专有
数据库
中提取.class文件 - 将
Java源文件
动态编译为.class文件
链接
验证
确保被加载的类的正确性
验证是连接阶段的第一步，这一阶段的目的是为了确保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的安全。
- 文件格式验证
（Class 文件格式检查） - 元数据验证
（字节码语义检查） - 字节码验证
（程序语义检查） - 符号引用验证
（类的正确性检查）
准备
为类的静态变量分配内存，并将其初始化为默认值
- 这时候进行内存分配的仅包括
类变量(
static
)
，而不包括实例变量，实例变量会在对象实例化时随着对象一块分配在Java堆中。 - 这里所设置的初始值通常情况下是
数据类型默认的零值
(如
0
、
0L
、
null
、
false
等)，而不是被在Java代码中被显式地赋予的值。
注意
：JDK 7 之前，HotSpot 使用永久代来实现方法区的时候，类变量所使用的内存都应当在
永久的
中进行分配。 而在 JDK 7 及之后，HotSpot 已经把原本放在永久代的
字符串常量池、静态变量
等移动到
堆
中，这个时候类变量则会随着 Class 对象一起存放在
Java 堆
中。
解析
虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程
解析动作主要针对
类或接口、字段、类方法、接口方法、方法类型、方法句柄和调用限定符
7 类符号引用进行
- 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，只要使用时能够无歧义的定位到目标即可
- 直接引用
- 直接指向目标的指针（比如，指向Class类型、类变量、类方法的直接引用可能是指向方法区的指针）
- 相对偏移量（比如，指向实例变量、实例方法的直接引用都是偏移量）
- 一个能间接定位到目标的句柄
类的初始化
当一个JVM在启动之后，其中可能包含的类非常多，是不是每个类都会被初始化呢？答案是
否定
的。
JVM对类的初始化是一个
延迟机制
，当一个类在首次使用的时候才会被初始化，在同一个运行时package下，一个Class只会被初始化一次。
《Java虚拟机规范》则是严格规定了
有且只有6种情况
下必须立即对类进行
初始化
（而加载、验证、准备自然需要在此之前开始）
通过
new关键字
会导致类的初始化访问
类的静态变量
，包括读取和更新会导致类的初始化访问
类的静态方法
，也会导致类初始化初始化子类
会导致父类被初始化对某个类进行
反射操作
。会导致类被初始化启动类
，就是执行main函数所在的类会导致该类被初始化
注意：构造某个类的数组时并不会导致该类的初始化
参考内容
《深入理解 Java 虚拟机》