JVM入門（一）類的加載過程

在講JVM最開始，我們先以一個簡單的Java程序的運行開始講，JAVA程序的運行原理。下面我先把我們實例程序列出來，我們該實例程序一共有兩個java文件：Hello.java和Person.java：

Hello.java文件：

public class Hello { public static void main(String[] args) { Person p = new Person(); }}

Person.java文件

public class Person { private String name;}

首先在IDE中編寫java源文件，文件名以.java結束。編寫完源文件，然後使用javac命令把源文件編譯成以.class結尾的二進位文件或者打包為jar文件。

當我們需要去執行我們編寫的java程序的時候，如果是直接編譯後的.class文件，那麼使用：

java com.xx.Hello.class

java *.class命令去運行包含了main方法的那個.class文件。如果我們是以jar的方式進行運行java程序，那麼執行 ：

java -jar *.jar com.xx.Hello

起中 Hello是這個jar中包含了main方法的類的名稱。

無論是那種方式,當我們執行的時候，就會啟動jvm虛擬機去加載所要執行的Hello.class文件到虛擬機中。然後在jvm中有字節碼執行引擎負責去執行Hello.class中的main方法，在main方法中使用到了Person類，此時jvm又會去加載Person。也就是說jvm用到哪個類，然後就去加載哪個類。下面用圖來描述一下java程序的執行過程：

java執行過程

1.執行java命令啟動jvm，通過類加載器Hello.class加載到jvm中

2.jvm中的字節碼執行引擎執行Hello.class中入口方法main方法

3.由於main使用了Person類，然後jvm類加載器再去加載Person類。

4.最後字節碼執行引擎執行Person.class。

類的加載過程

通過上面的結束，基本了解了java程序的一個大致的執行過程，在上面描述的加載過程中，其中一個最重要的環節是類的加載。下面接受一下類是如何加載的。

在Java類被加載到虛擬機到從內存中卸載，整個生命周期包括以下部分：

加載，連接，初始化，使用，卸載

在java中的所有的類型都是在運行的過程中進行加載，連接和初始化。

類的加載過程分為三個部分：

加載：把class文件加載到內存中

連接：分為三個部分：驗證，準備，解析。

初始化：類加載最後一步，對類中的變量進行賦值，在代碼層面是就是執行用戶在類中的定義的賦值語句。

連接

其中連接又分為三個部分：

驗證: 主要是包括文件格式驗證，元數據驗證，字節碼驗證

準備: 準備階段是為類分配內存空間。

解析: 將虛擬機常量池內的符合引用替換為直接引用的過程，這部分比較複雜以後會詳細說。

#初始化

類的初始化虛擬機規範規定：只有在5種情況下才會發生：

1.執行new 對象操作、讀取活設置一個類的靜態欄位（不包括用final修飾過的，因為final修飾的屬性已經在編譯器被放到常量池中）、調用一個類的靜態方法。

2.使用reflect包的方法對類進行反射調用的時候。

3.當初始化一個類的時候，如果父類沒有初始化，先完成對父類的初始化。

4.當JVM啟動的時候，需要指定一個執行main方法的主類，那麼虛擬機會首先初始化這個主類。

5.JDK 7 中使用動態語言支持時，如果一個 java.lang.invoke.MethodHandle 實例正好是對 REF_getStatic, REF_putStatic, REF_invokeStatic 進行方法句柄解析的結果時。

>1.對於接口的初始化，對於子接口與父接口的規則與java類不一樣,子接口的初始化並不要求父接口全部都完成了初始化，只有在真正使用到父接口的時候，才會對父接口進行初始化。

2.如果接口中定義了默認實現方法，那麼當實現這個接口的類初始化的時候，也會除非這個接口的初始化。

以上五點被稱為主動使用，只有主動使用的時候，類才會被初始化。而被動使用是不會引起類的初始化的。類的被動使用又主要包括下面三種情況：

* 通過子類引用父類的靜態屬性，父類初始化，但是子類不會被初始化

* 定義某個類的數組，該類不會初始化

* 使用類修飾的final的屬性，也不會引起類初始化。