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在 Java 中，類加載的流程有一個(gè)專門的機(jī)制叫做“類加載機(jī)制”。類加載機(jī)制是指一個(gè)類在 Java 虛擬機(jī)（JVM）中的執(zhí)行流程，它也是 Java 程序能夠正常執(zhí)行的關(guān)鍵所在，那它的具體執(zhí)行流程是啥？接下來我們一起來看。
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流程概述
在 JVM 中，類加載會(huì)經(jīng)歷以下 5 個(gè)階段：
- 加載階段（Loading）
- 驗(yàn)證階段（Verification）
- 準(zhǔn)備階段（Preparation）
- 解析階段（Resolution）
- 初始化階段（Initialization）
其中：驗(yàn)證階段、準(zhǔn)備階段和解析階段合起來又稱為連接階段，所以以上 5 個(gè)階段又可以劃分為 3 大類：
- 加載階段（Loading）
- 連接階段（Linking）
- 驗(yàn)證階段（Verification）
- 準(zhǔn)備階段（Preparation）
- 解析階段（Resolution）
- 初始化階段（Initialization）
具體分類如下圖所示：
這 3 大類、5 個(gè)流程的具體執(zhí)行細(xì)節(jié)是這樣的。
1.加載階段
簡單來說，加載階段就是將類文件加載到內(nèi)存中的過程。在加載階段，JVM 需要完成以下 3 件事：
- 通過一個(gè)類的全限定名來獲取定義此類的二進(jìn)制字節(jié)流；
- 將這個(gè)字節(jié)流所代表的靜態(tài)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為方法區(qū)的運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；
- 在內(nèi)存中生成一個(gè)代表這個(gè)類的 java.lang.Class 對象，作為方法區(qū)這個(gè)類的各種數(shù)據(jù)的訪問入口。
2.連接階段
連接階段又分為：驗(yàn)證階段（Verification）、準(zhǔn)備階段（Preparation）和解析階段（Resolution），具體執(zhí)行的細(xì)節(jié)如下。
2.1 驗(yàn)證階段
驗(yàn)證階段也叫做校驗(yàn)階段，它主要是用來驗(yàn)證加載到內(nèi)存中的類是否是安全合規(guī)的文件，驗(yàn)證的主要?jiǎng)幼鞔蟾庞幸韵聨讉€(gè)（當(dāng)然，以下細(xì)節(jié)如果實(shí)在記不住也沒關(guān)系）：
- 文件格式校驗(yàn)包括常量池中的常量類型、Class 文件的各個(gè)部分是否被刪除或被追加了其他信息等；
- 元數(shù)據(jù)校驗(yàn)包括父類正確性校驗(yàn)（檢查父類是否有被 final 修飾）、抽象類校驗(yàn)等；
- 字節(jié)碼校驗(yàn)，此步驟最為關(guān)鍵和復(fù)雜，主要用于校驗(yàn)程序中的語義是否合法且符合邏輯；
- 符號(hào)引用校驗(yàn)，對類自身以外比如常量池中的各種符號(hào)引用的信息進(jìn)行匹配性校驗(yàn)。
2.2 準(zhǔn)備階段
準(zhǔn)備階段就開始給類中的靜態(tài)變量設(shè)置默認(rèn)值了，注意這里不是給靜態(tài)變量設(shè)置初始值，而是設(shè)置默認(rèn)值，二者還是有很大區(qū)別的。舉個(gè)例子，比如代碼中寫的內(nèi)容是：
public static int number = 10;
那么此時(shí)是給 number 變量設(shè)置的 int 值是默認(rèn)值 0，而非初始值 10。
2.3 解析階段
解析階段就是將常量池中的符號(hào)引用更換成直接引用了，所謂的符號(hào)引用是指以一組符號(hào)來描述所引用的目標(biāo)，符號(hào)可以是任何形式的字面量，只要使用時(shí)能無歧義地定位到目標(biāo)即可；而直接引用是可以直接指向目標(biāo)的指針、相對偏移量或者是一個(gè)能間接定位到目標(biāo)的句柄。符號(hào)引用和直接引用有一個(gè)重要的區(qū)別：使用符號(hào)引用時(shí)被引用的目標(biāo)不一定已經(jīng)加載到內(nèi)存中；而使用直接引用時(shí)，引用的目標(biāo)必定已經(jīng)存在虛擬機(jī)的內(nèi)存中了。
3.初始化階段
初始化階段，Java 虛擬機(jī)真正開始執(zhí)行類中編寫的 Java 程序代碼，將主導(dǎo)權(quán)移交給應(yīng)用程序。到這一步驟之后，類的加載過程就算正式完成了，此時(shí)會(huì)給靜態(tài)變量設(shè)置初始值，并執(zhí)行靜態(tài)代碼塊的內(nèi)容。
總結(jié)
類加載流程總共分為 3 大類，5 個(gè)主要流程：
- 加載階段（Loading）：將類文件加載到內(nèi)存。
- 連接階段（Linking）
- 驗(yàn)證階段（Verification）：類文件安全性效驗(yàn)。
- 準(zhǔn)備階段（Preparation）：給靜態(tài)變量設(shè)置默認(rèn)值。
- 解析階段（Resolution）：將符號(hào)引用轉(zhuǎn)換為直接引用。
- 初始化階段（Initialization）：執(zhí)行靜態(tài)代碼塊和給靜態(tài)變量設(shè)置初始值。
名稱欄目：類是如何加載的？你學(xué)會(huì)了嗎？
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