> 作者：threedayman
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> 來源：[恆生LIGHT雲社群](https://developer.hs.net/thread/1393 "恆生LIGHT雲社群")

## 理論知識

一個型別從被載入到虛擬機器記憶體中開始，到解除安裝出記憶體為止，它的整個生命週期將會經歷載入（Loading）、驗證（Verification）、準備（Preparation）、解析（Resolution）、初始化（Initialization）、使用（Using）和解除安裝（Unloading）七個階段，其中驗證、準備、解析三個部分統稱為連線（Linking）。

![image-20210915195603141.png](https://developer.hs.net/storage/attachments/2021/09/16/Z4gKsBZE4feDHJQRLfKEylG4Cb6PbAz3anzJn1nQ_thumb.png "3123")

《Java虛擬機器規範》嚴格規定了有且只有六種情況必須立即對類進行“初始化”（而載入、驗證、準備自然需要在此之前開始）。

* 遇到new、getstatic、putstatic或invokestatic這四條位元組碼指令時，如果型別沒有進行過初始化，則需要先觸發其初始化

> **使用new關鍵字例項化物件的時候。**
>
> **讀取或設定一個型別的靜態欄位(被final修飾、已在編譯期把結果放入常量池的靜態欄位除外)。**
>
> **呼叫一個型別的靜態方法的時候。**

* 使用java.lang.reflect包的方法對型別進行反射呼叫的時候，如果型別沒有進行過初始化，則需要先觸發其初始化。
* 當初始化類的時候，如果發現其父類還沒有進行過初始化，則需要先觸發其父類的初始化。
* 當虛擬機器啟動時，使用者需要指定一個要執行的主類（包含main()方法的那個類），虛擬機器會先初始化這個主類。
* 當使用JDK 7新加入的動態語言支援時，如果一個java.lang.invoke.MethodHandle例項最後的解析結果為REF_getStatic、REF_putStatic、REF_invokeStatic、REF_newInvokeSpecial四種型別的方法控制程式碼，並且這個方法控制程式碼對應的類沒有進行過初始化，則需要先觸發其初始化。
* 當一個介面中定義了JDK 8新加入的預設方法（被default關鍵字修飾的介面方法）時，如果有這個介面的實現類發生了初始化，那該介面要在其之前被初始化。

**載入(Loading)**

- 透過一個類的全限定名來獲取定義此類的二進位制位元組流。
- 將這個位元組流所代表的靜態儲存結構轉化為方法區的執行時資料結構。
- 在記憶體中生成一個代表這個類的java.lang.Class物件，作為方法區這個類的各種資料的訪問入
  口。

**驗證**

- 檔案格式驗證，驗證位元組流是否符合Class檔案格式的規範，並且能被當前版本的虛擬機器處理。
- 後設資料驗證，對位元組碼描述的資訊進行語義分析，以保證其描述的資訊符合《Java語言規範》的要
  求。
- 位元組碼驗證，驗證程式語義是合法的、符合邏輯的。
- 符號引用驗證，驗證是否缺少或者被禁止訪問它依賴的某些外部類、方法、欄位等資源，發生在將符號引用轉換為直接引用得過程--解析階段中發生。

**準備**

為類變數分配記憶體並設定類變數初始值的階段。

**解析**

Java虛擬機器將常量池內的符號引用替換為直接引用的過程。

**初始化**

進行準備階段時，變數已經賦過一次系統要求的初始零值，而在初始化階段，則會根據程式設計師通
過程式編碼制定的主觀計劃去初始化類變數和其他資源。

## 例項講解

JVM在什麼時候會去載入我們得類呢？從實用得角度出發，就是在程式碼中用到這個類得時候。舉個例子,比如下面你有一個類（UserService.class），裡面有一個“main()”方法作為主入口。那麼一旦你的JVM程式啟動之後，它一定會先把你的這個類（UserService.cass）載入到記憶體裡，然後從“main()”方法的入口程式碼開始執行。

```
public class UserService {
    public static void main(String[] args) {
    }
}
```

![載入入口類.jpg](https://developer.hs.net/storage/attachments/2021/09/16/4mI5TERCbh6LZ74Sh5VYBmUIWf62ebVDgvMrpFJQ_thumb.jpg "3124")

接著我們加上如下程式碼

```
public class UserService {
    public static void main(String[] args) {
        CarManager carManager = new CarManager();
    }
}
```

大家可以看到程式需要使用到CarManager，此時就會觸發JVM載入CarManager到記憶體裡來使用。

![使用類.jpg](https://developer.hs.net/storage/attachments/2021/09/16/aiUO86qhqQaDDKz4wtKeJXQpDC7wKtymHbqV4cP0_thumb.jpg "3125")

**驗證**

簡單來說，這一步就是根據Java虛擬機器規範，來校驗你載入進來的“.class”檔案中的內容，是否符合指定的規範。以免class檔案損壞或者被修改後不符合規範導致得JVM執行不了這個位元組碼。

![驗證.jpg](https://developer.hs.net/storage/attachments/2021/09/16/gimVyiWBl08zGCOpKVJ7dzovbFXTmMAFYFfo6ena_thumb.jpg "3126")

**準備**

準備階段會為類分配記憶體空間，給類變數分配空間並賦一個初始值。

```
public class UserService {
    private static int age;
}
```

在準備階段中會給age變數賦初始值0。

![準備.jpg](https://developer.hs.net/storage/attachments/2021/09/16/BCMJpnoUFwkEoXudpxCYxGqUQObWa7gGmwpBwoQl_thumb.jpg "3127")

**解析**

將符號引用替換為直接引用

![解析.jpg](https://developer.hs.net/storage/attachments/2021/09/16/7fEC8VIWLUlM2fWBWKtNtBU3YNQzXscmK0qyosuZ_thumb.jpg "3128")

**初始化**

我們先看下如下程式碼，我們在什麼時候透過Configuration.getConfiguration("sys.user.age")獲取到值並且賦值給age？

```
public class UserService {
    private static int age = Configuration.getConfiguration("sys.user.age");
}
```

答案就是初始化階段我們會進行Configuration.getConfiguration("sys.user.age")值獲取並且賦值給age這個類變數。

以上就是本期內容，期待小夥伴們一起學習類載入機制，在評論區溝通交流。

參考

《深入理解java虛擬機器》

救火隊長-JVM專欄

【Java虛擬機器規範】JVM類載入機制

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