上週分享了一篇關於RocketMQ的文章，有很多的不足，很多小夥伴說少了一些圖和代碼，然後還有小夥伴建議我貼一些應用層面的，跟框架整合的代碼。後來想了想，代碼的話GitHub上面太多Demo了，就不在此分享啦，加上最近一直在研究學習JVM這塊的內容，因此準備分享一個JVM的系列性的文章，讓之前沒怎麼研究JVM的或者沒有過深入瞭解JVM的同學，看完這系列文章能對JVM有一個全新的認識，結合上一篇的經驗，這次會加上很多代碼的實例並且配上相應的圖片。
本篇文章主要講的是類的生命週期，然後將生命週期中的各個部分詳細剖析。類的生命週期主要分爲以下幾個階段，如下圖所示：
類加載
類的加載指的是將類的.class文件中的二進制數據讀入到內存中，將其放在運行時數據區的方法區內，然後在內存中創建一個java.lang.Class對象（JVM規範中並未說明class對象位於哪裏，HotSpot虛擬機將其放在了方法區中）用來封裝類在方法區內的數據結構。
類連接
在類加載完之後就進入連接階段，這個階段分爲以下三個環節：
1）驗證：確保被加載類的正確性，是否符合jvm規範
2）準備：爲類的靜態變量分配內存，並將其初始化爲默認值
在準備階段，Java虛擬機爲類的靜態變量分配內存，並設置默認的初始值。例如對於以下Sample類，在準備階段，將爲int類型的靜態變量a分配4個字節的內存空間，並且賦予默認值0，爲long類型的靜態變量b分配8個字節的內存空間，並且賦予默認值0。
public class Sample{private static int a = 1;private static long b;static{b = 2;}}
3）解析：把類中的符號引用轉換成直接引用
初始化
連接完之後就進入初始化階段，爲類的靜態變量賦予正確的初始值。在程序中，靜態變量的初始化有兩種途徑：在靜態變量的聲明處進行初始化、在靜態代碼塊中進行初始化。
關於類的初始化，那麼類是在哪些條件下會進行初始化呢？結論是每個類或接口首次被程序"主動使用"時，纔會初始化它們，什麼是主動使用？包括以下7點：
1）創建類的實例
2）訪問每個類或接口的靜態變量、或對該靜態變量賦值
3）調用類的靜態方法
4）反射（如：Class.forName("com.test.Test")）
5）初始化一個類的子類
6）Java虛擬機啓動時被標明爲啓動類的類
7）JDK1.7開始提供的動態語言支持：java.lang.invoke.MethodHandle實例的解析結果REF_getStatic、REF_putStatic、REF_invokeStatic句柄對應的類沒有初始化，則初始化
除了上述的7種情況外，都認爲是非主動使用，不會觸發類的初始化操作。
類初始化過程中常量的詳解
對於靜態變量字段來說，只有直接定義了該字段的類纔會被初始化；當一個類在初始化時，要求其父類全部都已經初始化完畢了。
定義：final修飾的變量爲常量
特點：常量在編譯階段會存入到調用這個常量的方法所在的類的常量池中。本質上，調用類並沒有直接引用到定義常量的類，因此並不會觸發定義常量的類的初始化。
public class MyTest {public static void main(String[] args) {System.out.println(MyParent.str);}}class MyParent {// 如果str爲常量 -> 則不會初始化該類// 如果str爲變量（不用final修飾）-> 則會初始化該類，執行靜態代碼塊public static final String str = "hello world";static {System.out.println("MyParent static block");}}
上面的代碼，在編譯完成後，刪除MyParent.class文件，輸出結果如下：
MyParent staticblockhello word
如果把修飾str的final去掉，編譯完成後，刪除MyParent.class文件，將拋出異常：
Caused by: java.lang.ClassNotFoundException: com.yto.cn.classload.MyParent3
這是因爲常量在編譯完成後會被存放在常量池當中，並不會觸發類的初始化操作，因此刪除該常量所在的class文件對運行結果沒有影響。
編譯期常量與運行期常量區別
當一個常量的值並非編譯期間可以確定的，那麼其值就不會被放到調用類的常量池中，那麼在程序運行時，會導致主動使用這個常量所在的類，顯然會導致這個類被初始化。如下面例子所示：
class MyParent3 {
// 運行時才能確定的常量
public static final String str = UUID.randomUUID().toString();
static{
System.out.println("MyParent3 static block");
}
}
如果在編譯完成後刪除MyParent3.class文件，則會拋出異常：
Caused by: java.lang.ClassNotFoundException: com.yto.cn.classload.MyParent3
類加載器深入解析
類的加載的最終產品是位於內存中的Class對象。
Class對象封裝了類在方法區內的數據結構，並且向Java程序員提供了訪問方法區內的數據結構的接口。
類加載器用來把類加載到Java虛擬機中，從JDK1.2開始，類的加載過程採用雙親委託機制，在此委託機制中，除了Java虛擬機自帶的根類加載器以外，其餘的類加載器都有且只有一個父加載器。當Java程序要求請求加載器loader1加載Sample類時，loader1首先委託自己的父加載器去加載Sample類，若父加載器能加載，則由父加載器完成加載任務，否則才由加載器loader1本身加載Sample類。
有兩種類型的類加載器：
1）Java虛擬機自帶的類加載器
根類加載器（Bootstrap）：負責加載虛擬機的核心類庫，如java.lang.* 等。根類加載器從系統屬性sun.boot.class.path=$JAVA_HOME/jre/lib或 -Xbootclasspath所指定的目錄中加載類庫。根類加載器的實現依賴於底層操作系統，屬於虛擬機的實現的一部分，它並沒有繼承java.lang.ClassLoader類。
擴展類加載器（Extension）：它的父加載器爲根類加載器。從java.ext.dirs系統屬性所指定的目錄中加載類庫（-Djava.ext.dirs=sss/lib），如果沒有設置則從JDK的安裝目錄$JAVA_HOME/lib/ext子目錄下加載類庫，如果把用戶創建的JAR文件放在這個目錄下，也會自動由擴展類加載器加載，擴展類加載器是純Java類，是java.lang.ClassLoader類的子類。
應用類加載器（Application）：父類爲擴展類加載器，如果設置了系統屬性java.class.path（java -classpath/-Djava.class.path），則從指定的目錄中加載類；如果沒有設置，則從環境變量$classpath指定的目錄下加載類（這裏需要說明的是，如果$CLASSPATH爲空，jdk會默認將被運行的Java類的當前路徑作爲一個默認的$CLASSPATH，一但設置 了$CLASSPATH變量，則會到$CLASSPATH對應的路徑下去尋找相應的類，找不到就會報錯）。它是用戶自定義的類加載器的默認父加載器，是純Java類，是java.lang.ClassLoader類的子類。
2）用戶自定義的類加載器
是java.lang.ClassLoader的子類，用戶可以定製類的加載方式
下面畫了關於各個類加載器的一個關係圖：
由於每一章的篇幅不宜太多，本次主題最後剛剛提到各種類加載器，這塊內容比較多，最好集中到一起，所以放到下一篇，對類加載器的作用、源碼、和雙親委託機制做一個詳細的剖析，感興趣的小夥伴可以關注一下~
微信公衆號：
個人微信：T_Stone11