JVM 类加载机制

类从 Class 文件加载到内存，经过校验、转换解析和初始化，最终形成可被 JVM 直接使用的 Java 类型。

类加载的定义

虚拟机把描述类的数据从 Class 文件加载到内存，并对数据进行校验、转换解析和初始化，最终形成可以被 Java 虚拟机直接使用的 Java 类型，这就是虚拟机的类加载机制。

类的生命周期

类从被加载到虚拟机内存开始，到卸载内存为止，生命周期包括七个阶段：

加载 → 验证 → 准备 → 解析 → 初始化 → 使用 → 卸载
        └────── 连接（Linking）──────┘

其中验证、准备、解析三个部分统称为连接。

类加载的五个过程

1. 加载

• 通过类的全限定名获取定义此类的二进制字节流
• 将字节流代表的静态存储结构转换为方法区的运行时数据结构
• 在 Java 堆中生成代表该类的 java.lang.Class 对象，作为方法区数据的访问入口

2. 验证（连接第一阶段）

确保 Class 文件字节流中的信息符合当前虚拟机要求，且不会危害虚拟机自身安全。四个阶段：

阶段	内容
文件格式验证	字节流是否符合 Class 文件格式规范，能被当前版本虚拟机处理
元数据验证	对字节码描述信息进行语义分析，符合 Java 语言规范
字节码验证	最复杂阶段，数据流和控制流分析，保证方法体运行不会危害虚拟机
符号引用验证	将符号引用转化为直接引用时，对类自身之外的信息进行匹配性校验

3. 准备（连接第二阶段）

正式为类变量分配内存并设置初始值（零值），内存都在方法区分配。注意：此时分配的是类变量（static），不是实例变量。

4. 解析（连接第三阶段）

将常量池的符号引用转换为直接引用。解析主要针对四类：类或接口、字段、类方法、接口方法。

5. 初始化

• 前面动作（除加载阶段用户可通过自定义类加载器参与）完全由 JVM 主导
• 到初始化阶段才真正开始执行类中定义的 Java 程序代码
• 初始化阶段是执行类构造器 <clinit>() 方法的过程（根据程序员的主观计划初始化类变量）

类加载器

虚拟机把"通过类全限定名获取二进制字节流"这个动作放到虚拟机外部实现，让程序自己决定如何获取类——实现这个动作的代码模块称为类加载器。

双亲委派模型

从 Java 开发人员角度看，绝大部分程序使用以下三种系统提供的类加载器：

类加载器	说明
启动类加载器（Bootstrap）	C++ 实现，虚拟机自身一部分，加载核心库
扩展类加载器（Extension）	Java 实现，加载扩展库
应用程序类加载器（Application）	Java 实现，加载 classpath 上的类

双亲委派原则：类加载请求先委派给父类加载器，只有父类加载器无法完成时才由子类自己加载。这样保证了 Java 核心类库（如 Object）的加载一致性，避免核心类被随意替换。