类加载机制——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，最终形成可以被虚拟机直接使用的java类型。
类从加载进内存中到卸载除内存中，整个生命周期：
加载-验证-准备-解析-初始化-使用-卸载
其中 验证-准备-解析 统称连接。加载、验证、准备、初始化、卸载的顺序是固定的，而解析阶段是不一定的：他在某些情况下可以在初始化之后再开始，这是为了支持java语言的动态绑定。
初始化的时机
虚拟机严格规定了有且只有5种情况必须立即对类进行初始化：
- 遇到new、 getstatic、putstatic、invokestatic这四条字节码指令时，对应的场景是：使用new关键字实例化对象的时候，读取、设置一个类的静态变量（被final修饰、已在编译期放入常量池的静态变量除外）的时候，以及调用一个类的静态方法的时候。
- 使用java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用的时候，如果类没有进行初始化，则需要先触发初始化。
- 当初始化一个子类的时候，如果其父类没有进行初始化，则需要先触发其父类的初始化。
- 当虚拟机启动时，用户需要指定一个要执行的主类（包含main方法的那个类），虚拟机会先初始化这个主类。
- 当使用JDK1.7的动态语言支持时，如果一个java.lang.invoke.MethodHandle实例最后的解析结果REF_getStatic、REF_putStatic、REF_inokeStatic的方法句柄，并且这个方法句柄所对应的类没有进行过初始化，则需要先触发其初始化
加载
加载的三步：
- 通过一个类的全限定名来获取定义此类的二进制字节流
- 将这个字节流所代表的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构
- 在内存中生成一个代表这个类的lava.lang.Class对象，作为方法区这个类的各种数据的访问入口
数组类本身不是通过类加载器创建，它是由java虚拟机直接创建的。
加载阶段和连接阶段可能交叉进行。
验证
验证的目的是为了确保class文件字节流中包含的信息符合当前虚拟机的要求，并且不会危害虚拟机自身的安全。
- 文件格式验证
第一阶段腰验证字节流是否符合class文件格式的规范，并且能被当前版本的虚拟机处理。这一阶段包括：- 是否以魔数0xCAFEBABE开头
- 主次版本号是否在当前虚拟机处理范围内
- 常量池的常量种是否有不被支持的常量类型
- 指向常量的各种索引值中是否有指向不存在的常量或不符合类型的常量
- class文件中各个部分及文件本身是否有被删除的或附加的的其他信息
。。。。。。
验证后的字节流内存的方法区进行存储，后面的3个验证是基于方法区的存储结构进行的，不会再直接操作字节流。
-
元数据验证
第二阶段对字节码描述的信息进行语义分析，以保证，以保证其描述的信息符合java语言规范的要求，保证不存在不符合java规范的元数据信息。这个阶段可能包括的验证点如下：- 这个类是否有父类。（除了Object都应当有父类）
- 这个类的父类是否继承了不被允许继承的父类（被final修饰的类）
- 如果这个类不是抽象类，是否实现了其父类或接口要求被实现的所有方法
- 类种的字段、方法是否与父类产生矛盾（覆盖父类final字段、不符合规则的重载等）
-
字节码验证
第三阶段是整个验证过程中最复杂的一个阶段，主要的目的是通过数据流和控制流分析，确定程序是语义合法的、符合逻辑的。在第二阶段对元数据信息中的数据类型做完校验后，这个阶段对类的方法体进行校验分析，保证被校验类的方法再运行时不会做出危害虚拟机安全的事件。- 保证时刻操作数栈的数据类型与指令代码序列都能配合工作。（不会出现：操作栈放置int类型，使用时却按long类型加入本地变量表）
- 保证跳转指令不会调到方法体以外的字节码指令上
- 保证方法体内的类型转换是有效的。
-
符号引用验证
验证发生在虚拟机将符号引用转化为直接引用的时候，这个转化动作将在连接的第三阶段-解析阶段中发生。符号引用验证可以看作是对类自身以外（常量池中的各种符号引用）的信息进行匹配性校验。- 符号引用中通过字符串描述的全限定名是否能找到对应的类
- 在指定类中是否存在符合方法的字段描述以及简单名称所描述的方法和字段。
- 符合引用中的字段、方法、类是否可以被当前类访问
准备
准备阶段是正式为类变量分配内存并设置类变量初始值的阶段，这些变量所使用的内存都将在方法区进行分配。
类变量是被static修饰的变量，而实例变量会对象实例化时随着对象分配在java堆中。
//初始值为0
public static int value = 123;
//初始值为123
public static final int value = 123;
解析
解析阶段是虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程。
- 符号引用：是以一组符号来描述所引用的目标，符号可以是任何形式的字面量，只要再使用时能无歧义地定位到目标即可。符号引用与虚拟机实现的内存布局无关，但是它们能接受的符号引用必须是一致的，因为符号引用的字面量形式明确定义在java虚拟机规范的Class文件格式里
- 直接引用：可以是直接指向目标的指针、相对偏移量或是以一个能间接定位到目标的句柄。直接引用是和虚拟机实现的内存布局相关的，如果有了直接引用，那引用的目标必定在内存中存在。
解析动作主要针对类或接口、字段、类方法、接口方法、方法类型、方法句柄和调用点限定符这7类符合引用进行。
初始化
类初始化是类加载过程的最后一步，前面的类加载过程中，除了在加载阶段用户应用程序可以通过自定义类加载器参与之外，其余动作完全就虚拟机主导和控制，到了初始化阶段，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。
- <clinit>()方法是有编译器自动收集类中的所有类变量的赋值动作和静态语句块中的语句合并产生的，编译器的收集顺序是由语句在源文件的出现顺序决定的，静态语句块中只能访问到定义在静态语句块之前的变量，定义在它之后的变量，在前面的 静态语句块中可以赋值，但不能访问。
public class Test {
static {
i = 0;//可以被赋值
System.out.println();//不能访问，报错。
}
static int i;
}
- <clinit>()方法与类的构造方法不同，他不需要显式的调用父类构造器，虚拟机会保证子类的<clinit>()执行前，父类的<clinit>()已经执行完毕。因此虚拟机执行的第一个<clinit>()方法的类是Object。
- 由于父类的<clinit>()先执行，所以父类中定义的静态块要优先于子类的变量赋值操作。
static class Parent {
public static int A = 1;
static {
A = 2;
}
static class Sub extends Parent {
public static int B = A;
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println(Parent.Sub.B);
//打印为2
}
}
- <clinit>()对于类或接口并不是必须的，如果一个类没有静态语句块，也没有变量的赋值操作，那么编译器可以不为这个类生成<clinit>()方法。
- 接口中不能使用静态语句块，但仍有变量初始化的赋值操作，因此接口与类一样都会生成<clinit>()方法。但接口与类不同的是，执行接口的<clinit>()方法不需要先执行父接口的<clinit>()方法。只有当接口的父类定义的变量使用时，父接口才会初始化，另外接口的实现类在初始化时一样不会执行接口的<clinit>()方法。
- 虚拟机会保证一个类的<clinit>()方法在多线程环境中被正确的加锁、同步。
- 同一个类加载器下，一个类只会初始化一次。
