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加載

當我們要使用一個類的時候，要通過ClassLoader將類加載到內存中

「類加載階段主要完成如下三件事情」

• 通過全類名，獲取類的二進制流
• 解析類的二進制流為方法區內的數據結構
• 創建一個java.lang.Class類的實例，表示該類型，作為方法區這個類的訪問入口

「通過全類名，獲取類的二進制流的方式有很多種」

1. 從zip壓縮包中獲取
2. 從網絡中獲取
3. 運行時計算生成，如動態代理技術
4. ...

「對于非數組類型的加載階段，即可以使用Java虛擬機內置的類加載器去完成，也可以使用用戶自定義的類加載器去完成」

鏈接

「鏈接這個階段主要分為3個部分，驗證，準備，解析」

驗證

「驗證階段主要是確保Class文件的格式正確，運行時不會危害虛擬機的安全」

驗證階段的規則很多，但大致分為如下4個階段

「具體詳細的內容，我就不詳細解釋了，可以看《深入理解Java虛擬機》，本篇文章偏向于做一個總結，把握類加載的一個整體流程，而不對細節進行闡述」

準備

「準備階段主要是為類的靜態變量分配內存，并將其初始化為默認值」

常見的數據類型的默認值如下

「如果類靜態變量的字段屬性表中存在ConstantValue屬性，則直接執行賦值語句」

那么什么情況下類靜態變量的字段屬性表中存在ConstantValue屬性呢?

1. 類靜態變量為基本數據類型，并且被final修飾
2. 類靜態變量為String類型，被final修飾，并且以字面量的形式賦值

為了方便查看Class文件的字節碼，我在IDEA中下載了一個插件jclasslib Bytecode viewer，非常方便。用如下代碼通過字節碼的形式驗證一下

public class Person { 
 
    private static int age = 10; 
    private static final int length = 160; 
    private static final String name = "name"; 
    private static final String loc = new String("loc"); 
} 

「所以length和name屬性在準備階段就會賦值為ConstantValue指定的值」

「那么age和loc屬性會在哪個階段賦值呢?是在初始化階段，后面會詳細介紹哈」

解析

「將類，接口，字段和方法的符號引用(在常量池中)轉為直接引用」符號引用：用一組符號來描述所引用的目標 直接引用;直接指向指向目標的指針

加入我寫了一個如下的類

public class Student { 
 
    private String name; 
    private int age; 
 
    public String getName() { 
        return this.name; 
    } 
} 

以字段為例，name和age對應的對象并不是直接指向內存地址，而是用字符串來進行描述(即符號引用)。解析階段就是將這些描述轉為直接指向目標的指針(即直接引用)

初始化

「執行類靜態成員變量賦值語句和靜態代碼塊中的語句」

我們把上面的Student代碼改成如下形式

public class Student { 
 
    private String name; 
    private int age = 10; 
    private static int gender = 1; 
 
    { 
        System.out.println("構造代碼塊"); 
    } 
 
    static { 
        System.out.println("靜態代碼塊"); 
    } 
 
    public Student() { 
        System.out.println("構造函數"); 
    } 
 
    public String getName() { 
        return this.name; 
    } 
} 

可以看到字節碼中包含了3個方法，getName方法我們知道，<init>和<clinit>方法里面執行了哪些邏輯

從字節碼的角度分析一波

「<init>方法」

從字節碼可以看到方法的主要邏輯為

• 調用父類的方法
• 非靜態成員變量賦值
• 執行構造代碼塊
• 執行構造函數

「<clinit>方法」

從字節碼可以看到方法的主要邏輯為

1. 執行靜態變量的賦值語句
2. 執行靜態代碼塊中的語句
3. 需要注意的一點是，「Java虛擬機會保證子類的方法執行前，父類的方法已經執行完畢」

「理解和方法的作用還是很有必要的，因為經常有些面試題問靜態代碼塊，構造代碼塊，構造函數的執行順序?！?/init>

我這里就直接總結一下結論，大家可以寫demo驗證一下

「沒有繼承情況的執行順序」

1. 靜態代碼塊和靜態成員變量，執行順序由編寫順序決定(只會執行一次哈)
2. 構造代碼塊和非靜態成員變量，執行順序由編寫順序決定
3. 構造函數

「有繼承情況的執行順序」

1. 父類的靜態(靜態代碼塊，靜態成員變量)，子類的靜態(靜態代碼塊，靜態成員變量)(只會執行一次哈)
2. 父類的非靜態(構造代碼塊，非靜態成員變量)，父類的構造函數
3. 子類的非靜態(構造代碼塊，非靜態成員變量)，子類的構造函數

卸載

垃圾收集不僅發生在堆中，方法區上也會發生。但是對方法區的類型數據回收的條件比較苛刻

以下圖為例，想回收方法區中的Simple類

1. 需要保證堆中的Sample類及其子類都已經被回收
2. 加載Sample類的MyClassLoader已經被回收
3. Sample類對應的Class對象已經被回收

可以看到對方法區的類型數據回收的條件比較苛刻，但是收效甚微，所以有些垃圾收集器不會對方法區的類型數據進行回收

總結

類加載過程

變量的賦值過程

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