字节码

xx.java -> 编译器 -> cc.class -> JVM
可以通过xxd xx.class命令查看字节码文件
cafe babe 是JVM识别.class文件的标志，被称为“魔数”。

类加载过程

类加载的5个阶段：载入、验证、准备、解析、初始化
一般这5个阶段是顺序发生的，但是在动态绑定的情况下，解析阶段发生在初始化阶段之后。

1. Loading 载入

JVM 将字节码从不同的数据源（可能是 class 文件、也可能是 jar 包，甚至网络）转化为二进制字节流加载到内存中，并生成一个代表该类的 java.lang.Class 对象。

2. Verification 验证

JVM 会在该阶段对二进制字节流进行校验，只有符合 JVM 字节码规范的才能被 JVM 正确执行。

验证阶段大致会完成4个阶段的检验动作：

• 文件格式验证：验证字节流是否符合Class文件格式的规范；例如：是否以0xCAFEBABE开头、主次版本号是否在当前虚拟机的处理范围之内、常量池中的常量是否有不被支持的类型。
• 元数据验证：对字节码描述的信息进行语义分析（注意：对比javac编译阶段的语义分析），以保证其描述的信息符合Java语言规范的要求；例如：这个类是否有父类，除了java.lang.Object之外。
• 字节码验证：通过数据流和控制流分析，确定程序语义是合法的、符合逻辑的。
• 符号引用验证：确保解析动作能正确执行。

验证阶段是非常重要的，但不是必须的，它对程序运行期没有影响，如果所引用的类经过反复验证，那么可以考虑采用-Xverifynone参数来关闭大部分的类验证措施，以缩短虚拟机类加载的时间。

3. Preparation 准备

JVM 会在该阶段为类的静态变量分配内存，并将其初始化为默认值（对应数据类型的默认初始值，如 0、0L、null、false 等）。

也就是说，假如有这样一段代码：

public String chenmo = "沉默";
public static String wanger = "王二";
public static final String cmower = "沉默王二";

chenmo 不会被分配内存，而 wanger 会；但 wanger 的初始值不是“王二”而是 null。把wanger赋值为“王二”的putstatic指令是在程序编译后，存放于类构造器<clinit>（）方法之中的，所以把赋值为“王二”的动作将在初始化阶段才会执行。

需要注意的是，static final 修饰的变量被称作为常量，和类变量不同。
常量一旦赋值就不会改变了，所以 cmower 在准备阶段的值为“沉默王二”而不是 null。

4. Resolution 解析

该阶段将常量池中的符号引用转化为直接引用。

符号引用以一组符号（任何形式的字面量，只要在使用时能够无歧义的定位到目标即可）来描述所引用的目标。

在编译时，Java 类并不知道所引用的类的实际地址，因此只能使用符号引用来代替。比如 com.Wanger 类引用了 com.Chenmo 类，编译时 Wanger 类并不知道 Chenmo 类的实际内存地址，因此只能使用符号 com.Chenmo。

直接引用通过对符号引用进行解析，找到引用的实际内存地址。

5. Initialization 初始化

该阶段是类加载过程的最后一步。在准备阶段，类变量已经被赋过默认初始值，而在初始化阶段，类变量将被赋值为代码期望赋的值。换句话说，初始化阶段是执行类构造器方法的过程。

在Java中对类变量进行初始值设定有两种方式：
①声明类变量是指定初始值。
②使用静态代码块为类变量指定初始值。

类加载器

对于任意一个类，都需要由它的类加载器和这个类本身一同确定其在 JVM 中的唯一性。也就是说，如果两个类的加载器不同，即使两个类来源于同一个字节码文件，那这两个类就必定不相等（比如两个类的 Class 对象不 equals）。

Java 类加载器可以分为三种。
1）启动类加载器（Bootstrap Class-Loader），加载 jre/lib 包下面的 jar 文件，比如说常见的 rt.jar。
2）扩展类加载器（Extension or Ext Class-Loader），加载 jre/lib/ext 包下面的 jar 文件。
3）应用类加载器（Application or App Clas-Loader），根据程序的类路径（classpath）来加载 Java 类。

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        ClassLoader loader = Test.class.getClassLoader();
        while (loader != null) {
            System.out.println(loader.toString());
            loader = loader.getParent();
        }
    }
}

双亲委派模型

自定义类加载器 -> 应用程序类加载器 -> 扩展类加载器 -> 启动类加载器

这种层次关系被称作为双亲委派模型：如果一个类加载器收到了加载类的请求，它会先把请求委托给上层加载器去完成，上层加载器又会委托上上层加载器，一直到最顶层的类加载器；如果上层加载器无法完成类的加载工作时，当前类加载器才会尝试自己去加载这个类。

使用双亲委派模型有一个很明显的好处，那就是 Java 类随着它的类加载器一起具备了一种带有优先级的层次关系，这对于保证 Java 程序的稳定运作很重要。

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