0 文由

其一，工欲善其事，必先利其器。编程语言是软件开发工作中基础的基础。

其二，学习的两重境界，知其然，知其所以然。前者回答了“是什么”，后者回答“为什么”。笔者力求在这两方面“雨露均沾”。

其三，因此本文欲以 尽量短的篇幅 来尝试回答： Java的class类文件的加载过程是怎样的？

其四，本文所涉及的技术话题“ Java中类的加载过程 ”，这也是一道 Java/大数据开发工程师岗位求职 中相对较为遇见的问题。

1 类的加载过程

[类的加载过程]

精简解释：

JVM虚拟机 把 .class文件 中 类信息加载 进 内存 ，并进行 解析 生成 对应的class对象 的过程。

通俗解释：

JVM在执行某段代码时，遇到class A，然而，此时内存中并没有class A的相关信息，于是JVM就会到相应的class文件中去寻找class A的类信息，并加载进内存中，这就是我们所说的类加载过程。

即 JVM不是一开始就把所有的类都加载进内存中，而是只有第一次遇到某个 需要运行的类时才会加载，且只加载一次 。

step1 加载

一个Java文件从编码完成到最终执行，一般主要包括2个过程：编译 + 运行

Ø 1 编译

编译 ：把java源文件，通过javac命令编译成字节码(.class文件) (.java文件→.class文件)

Ø 2 运行

运行 ：即是把编译生成的.class文件交给Java虚拟机(JVM)执行。(.class文件→JVM执行)

step2 链接

链接阶段 ：可细分为 验证 、 准备 、 解析 3个子过程。

验证 : 主要是为了保证加载进来的字节流 符合虚拟机规范 ，不会造成安全错误。

【验证内容】

对于 文件格式 的验证。比如常量中是否有不被支持的常量？文件中是否有不规范的或者附加的其他信息？

对于 元数据 的验证。比如该类是否继承了被final修饰的类？类中的字段，方法是否与父类冲突？是否出现了不合理的重载？

对于 字节码 的验证。保证程序语义的合理性，比如要保证类型转换的合理性。

对于 符号引用 的验证。比如校验符号引用中通过全限定名是否能够找到对应的类？校验符号引用中的访问性（private，public等）是否可被当前类访问？

准备 ：主要是为 类变量 （注意， 不是实例变量 ） 分配内存 ，并且 赋予初值 。

【初值】

初值 ，不是代码中具体写的初始化的值， 而是Java虚拟机根据不同变量类型的默认初始值 。

比如：8种基本类型的初值，默认为0；引用类型的初值则为null；

但，常量的初值即为代码中设置的值 ：final static tmp = 456， 那么，该阶段tmp的初值就是456

解析 ：将 常量池 内的 符号引用 替换为 直接引用 的过程。

在解析阶段，虚拟机会把所有的 类名 ， 方法名 ， 字段名 这些【 符号引用 】替换为具体的内存地址或偏移量，也就是【 直接引用 】

【符号引用】

即一个字符串，但是这个字符串给出了一些能够唯一性识别一个方法，一个变量，一个类的相关信息。

【直接饮用】

可以理解为一个内存地址，或者一个偏移量。

比如：

类方法，类变量的直接引用是指向方法区的指针；

而实例方法，实例变量的直接引用则是从实例的头指针开始算起到这个实例变量位置的偏移量。

现调用方法hello()，此方法的地址：1234567，则：hello就是符号引用，1234567就是直接引用。

Step3 初始化

初始化： 这个阶段主要是对 类变量 的 初始化 ，是 执行类构造器 的过程。

即

只对static修饰的变量或语句进行初始化。

如果初始化一个类的时候，其父类尚未初始化，则优先初始化其父类。

如果同时包含多个静态变量和静态代码块，则按照自上而下的顺序依次执行。

2 小结

总结类加载过程只是一个类生命周期的一部分；

在 其前 ，有 编译 的过程，只有对源代码编译之后，才能获得能够被虚拟机加载的字节码文件；

在 其后 ，还有 具体的类使用过程 ，当使用完成之后，还会在方法区垃圾回收的过程中进行卸载。

3 参考文献

• 面试官：请你谈谈Java的类加载过程 – Zhihu/虫哥