5.JVM类的加载过程-加载，链接，初始化

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• 1.类加载过程一：装载（Loading）
• 2.类加载过程二：链接（Linking）
• 3.类加载过程三：初始化（Initialization）

 

1.类加载过程一：装载（Loading）

类加载分为加载、链接、初始化三步。

类的加载过程说明：
1.加载通过类的全限定名获取此类的二进制字节流。
2.将字节流所代表的静态存储结构转化层方法区的运行时数据结构。方法区在jdk7及以前称为永久代，JDK8及之后称为元空间。
3.在内存中生成一个大的Class对象。

加载class文件的方式有以下几种：

2.类加载过程二：链接（Linking）

链接分为验证、准备、解析三个小的阶段。
验证：
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，保证虚拟机的安全。
验证过程主要包括：文件格式验证、元数据认证、字节码认证、符号引用认证。
如果验证不通过，会报一个验证出错的异常。
准备：
1.为类变量分配内存并且设置该类变量的默认初始值，即零值。例如int变量默认初始值为0，引用变量默认初始值为null。
例如在类Hello中有如下的一个变量定义：准备阶段会将a的默认初始值设置为0；在初始化阶段才会将a的值设置为1。

private static int a = 1;

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2.对于final修饰的static变量。在编译时期就已经分配空间了，在准备阶段会显示初始化。
3.准备阶段不会为实例变量分配初始化，因为这时候还没有创建对象。类变量分配在方法区，实例变量分配在堆区。
解析：
1.常量池的符号引用转换为直接引用的过程。

3.类加载过程三：初始化（Initialization）

1.初始化阶段就是执行类构造器方法<clinit>()的过程。
2.<clinit>()不是自己定义的，是javac编译器自动收集类中的所有类变量（指的是静态成员变量）的赋值动作和静态代码块中的语句合并而来。（也就是将类变量的初始化以及静态代码块中的语句集合在<clinit>()方法中）。
如果不存在static成员变量以及静态代码块，就不会生成<clinit>()方法。例如下面的代码，就不会生成<clinit>()。

3.<clinit>()初始化的顺序是根据语句在源文件中出现的顺序决定的。例如下面的例子：number最终的值是10。在类加载的第二个阶段准备中，将number设置成了默认值0，然后再初始化阶段先设置成了20，再设置成了10。
在静态代码块中，可以给number赋值，但是不能去使用它。例如System.out.println(number);会报非法的前向引用错误。

4.<clinit>()不同于类的构造器，类的构造器是虚拟机视角下的<init>()方法。（java类默认都存在默认的构造方法，所以在虚拟机视角下，对于任何一个java类都会生成一个<init>()方法）。
5.若该类具有父类，JVM会保证子类的<clinit>()方法执行前先执行父类的<clinit>()方法。
例如下面的代码，Son继承了Fatcher类，所以会首先会加载Father类。加载Father类的过程，包含Loading，Linking，Initialization。在初始化阶段会生成并且执行Father类的<clinit>()方法，给A设置成了2,；然后再加载Son类，执行Son类的<clinit>()方法，将A的值设置成A。所以最终结果是2。

6.多线程情况下，一个类的<clinit>()方法是被同步加锁的。（一个类只会被加载一次）
例如下面的代码：定义了一个DeadThread类，里面有一个静态代码块，所以在初始化阶段会生成这个类的<clinit>()方法。
main函数中定义了两个线程，都会去调用DeadThread的static代码块， 所以两个线程都会去加载DeadThread类，要加载这个类，就会执行第三个初始化阶段的<clinit>()方法。

但是System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "初始化当前类");只会被输出一次。这是因为<clinit>()方法被加了锁。

public class DeadThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
        Runnable r = () -> { //lambda 表达式
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "开始");
            DeadThread dead = new DeadThread(); //调用DeadThread的static代码块
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "结束");
        };

        Thread t1 = new Thread(r,"线程1");
        Thread t2 = new Thread(r,"线程2");

        t1.start();
        t2.start();
    }
}

class DeadThread{
    static{
        if(true){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "初始化当前类");
            while(true){

            }
        }
    }
}