Class对象在执行引擎中的初始化过程

Class对象初始化过程

本次来总结学习下JVM加载class文件的具体过程

一个class文件被加载到内存中需要经过3大步：

1.装载

装载是指Java虚拟机查找.class文件并生成字节流，然后根据字节流创建java.lang.Class对象的过程

这一过程主要完成以下3件事：

ClassLoader通过一个类的全限定名（包名+类名）来查找.class文件，并生成二进制字节流：其中class字节码文件的来源不一定是.class文件，也可以是jar包，zip包，甚至是来源于网络的字节流。
把.class文件的各个部分分别解析（parse）为JVM内部特定的数据结构，并存储在方法区。这里JVM会将这些.class文件的结构转化为JVM内部的运行时数据结构。这点和JSON解析过程有点类似。
在内存中创建一个java.lang.Class类型的对象。接下来程序在运行过程中所有对该类的访问都通过这个类对象，也就是这个Class类型的类对象事提供给外界访问该类的接口。

一个项目经过编译后，往往会生成大量的.class文件。当程序运行时，JVM并不会一次性的将这些.class文件全部加载到内存中。JVM加载某.class文件时间并没有明确规定，不同的虚拟机有不同的实现。不过以下两种情况一般会对class进行装载操作

链接的过程分为3步：验证，准备，解析

验证是链接的第一步，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，并且不会危及虚拟机本身的安全。主要包含以下几个方面的检验：

准备是链接的第2步，这一阶段的主要目的是为类中的静态变量分配内存，并为其设置“0值”，比如：

public static int value = 100;

在准备阶段，JVM会为value分配内存，并将其设为0.而真正的值100是在初始化阶段设置。并且此阶段进行内存分配的仅包括类变量，不包括实例变量（实例变量会在对象实例化时随着对象一起分配在Java堆中）

有一种特殊的情况：

public static final int value = 100;

静态常量，会在准备阶段就为value分配内存，并设置为100

解析是链接的最后一步，这一阶段的任务是把常量池中的符号引用转化为直接引用（方法真正的内存地址），也就是具体的内存地址。在这一阶段，JVM会将常量池中的类，接口名，字段名，方法名等转化为具体的内存地址

对于符号引用和直接引用，就相当于微信好友列表中，保存的是好友的名称（符号引用），当我们真正给某个好友发消息时，计算机（JVM）会根据好友的名称找到对象计算机的IP地址（直接引用）并成功将消息发送给这一地址。

这是class加载的最后一步，这一阶段是执行类构造器 <clinit> 方法的过程，并真正初始化类变量，比如：

public static int value = 100;

在准备阶段value被分配内存并设置为0，在初始化阶段value就会被设置为100

对于装载阶段，JVM并没有规范何时具体执行。但是对于初始化阶段，主要有以下几种情况会触发class的初始化：

在初始化阶段，只会初始化与类相关的静态赋值语句的静态语句，也就是有static关键字修饰的信息，而没有static修饰的语句块在实例化对象时才会执行

上述的6种情况在JVM中被称为主动引用 ，除此6种情况之外所有引用类的方式都被称为被动引用 。 被动引用并不会触发class的初始化 。

对于静态字段，只有直接定义这个字段的类才会被初始化，因此通过子类Child来引用父类Parent种定义的静态字段，只会触发父类Parent的初始化而不会触发子类Child的初始化。

关于class初始化还有一点经常会在面试中被问到，那就是对象的初始化顺序。如下：

总结如下：

静态变量/静态代码块 -> 普通代码块 -> 构造函数

主要学习了.class文件被加载到内存种所经过的过程，主要分为3大步装载，链接，初始化。其中链接又包括：验证，准备，解析，3小步