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1- 引言：类加载的执行过程

1-1 类加载的执行过程是什么？(What)

• 类从加载到虚拟机中开始，直到卸载为止，它的整个生命周期包括了：①加载、②验证、③准备、④解析、⑤初始化、⑥使用和 ⑦卸载这 7 个阶段。其中，验证，准备和解析这三个部分统称为连接（linking)

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2- ⭐核心：详解类加载的执行过程(How)

2-1 加载——>加载到运行时数据区

• 通过类的全民，获取类的二进制数据流
• 解析类的二进制数据流为方法区内的数据结构（Java类模型）
• 创建 java.lang.Class 类的实例，表示该类型。作为方法区这个类的各种数据的访问入口

举例说明

• 假设现在有一个 Person 类，当 Person 类被加载之后就会存到 JVM 的运行时数据区，主要涉及运行时数据区的两个部分进行存储。
  • ① 方法区/元空间：存储的是这个类的信息，比如 Person 类的构造函数、方法、字段等信息。其实就是目前的元空间
  • ② 堆：堆中会开辟一段空间去存储当前类的 Class 对象，用于创建具体的 Class 对象时使用。比如此时创建了两个实例对象 ，此时这两个实例对象的对象头都会指向当前这个 Class 对象。但具体的类的构造函数、方法、字段等信息，需要到方法区中去获取，此时堆中的 Class 对象就可以找到方法区中的的这些类信息。

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2-2 验证——>类的安全性检查

• ①主要是格式检查，检查文件格式是否错误、语法是否错误、字节码是否合规
• ②符号引用验证：Class文件在其常量池会通过字符串记录自己将要使用的其他类或方法，检查他们是否存在

验证主要负责检查类是否符合 JVM 规范

• （1）文件格式验证
• （2）元数据验证
• （3）字节码验证
• （4）符号引用验证

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2-3 准备——>为类变量分配内存并设置初始值

准备阶段主要是对类的变量进行复制，也就是带有 static 关键字的变量。赋值情况主要分为以下三种

• ① static 变量，分配空间在准备阶段完成（设置默认值），赋值在初始化阶段完成
  • 比如 static int b = 10赋默认值是 0 ，在初始化阶段才赋值为 10
• ② static 变量是 final 的基本类型，以及字符串常量，值已经确定，赋值在准备阶段完成
  • 比如 下面代码中的变量 c 和 d ，带了 final 修饰符，此时在准备阶段就完成了赋值
• ③ static 变量是 final的 引用类型，那么赋值也会在初始化阶段完成
  • 比如 static final Object obj = new Object()，其中 Object 是引用数据类型，因此在初始化阶段才会完成赋值

public class Application {static int b = 10;static final int c = 20;static final String d = "hello";static final Object obj = new Object();
}

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2-4 解析——>把类中的符号引用转为直接引用

比如：方法中调用了其他方法，方法名可以理解为符号引用，而直接引用就是使用指针直接指向方法。

• 符号引用（Symbolic Reference）：这是一种抽象的引用形式，使用一组符号来描述所引用的目标。它可以是任何形式的字符串描述，如完全限定名、方法名称和描述符组合等。符号引用并不直接指向对象在内存中的地址。
• 直接引用（Direct Reference）：这是转换后的引用，直接指向目标的内存地址或者对目标的直接指针。直接引用是在解析阶段生成的，当符号引用被第一次使用时，它会被转换为直接引用。

解析是指将类文件中的符号引用转换为直接引用的过程。这个转换过程是 JVM 执行的一部分，确保了程序的执行效率和安全性。

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2-5 初始化——>对静态变量和静态代码块进行初始化

• 如果初始化一个类的时候，其父类尚未初始化，则优先初始化其父类。
• 如果同时包含多个静态变量和静态代码块，则按照自上而下的顺序依次执行。
• 如果通过子类访问父类的静态变量，则此时只会初始化父类的静态变量，而不会初始化子类。

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2-6 使用

JVM 开始从入口方法开始执行用户的程序代码

• 调用静态类的成员信息（比如：静态字段、静态方法）
• 使用 new 关键字为其创建对象实例

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2-7 卸载

• 就是说当用户程序代码执行完毕之后， JVM 就开始销毁创建的 class 对象了，这时候就相当于把类已经给卸载了。

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3-小结

3-1 类装载的执行过程