加載
當我們要使用一個類的時候，要通過ClassLoader將類加載到記憶體中
類加載階段主要完成如下三件事情
- 通過全類名，獲取類的二進制流
- 決議類的二進制流為方法區內的資料結構
- 創建一個java.lang.Class類的實體，表示該型別，作為方法區這個類的訪問入口
通過全類名，獲取類的二進制流的方式有很多種
- 從zip壓縮包中獲取
- 從網路中獲取
- 運行時計算生成，如動態代理技術
- …
對于非陣列型別的加載階段，即可以使用Java虛擬機內置的類加載器去完成，也可以使用用戶自定義的類加載器去完成
鏈接
鏈接這個階段主要分為3個部分，驗證，準備，決議
驗證
驗證階段主要是確保Class檔案的格式正確，運行時不會危害虛擬機的安全
驗證階段的規則很多，但大致分為如下4個階段
具體詳細的內容，我就不詳細解釋了，可以看《深入理解Java虛擬機》，本篇文章偏向于做一個總結，把握類加載的一個整體流程，而不對細節進行闡述
準備
準備階段主要是為類的靜態變數分配記憶體，并將其初始化為默認值
常見的資料型別的默認值如下
| 資料型別 | 默認值 |
|---|---|
| byte | (byte)0 |
| short | (short)0 |
| int | 0 |
| long | 0L |
| float | 0.0f |
| double | 0.0d |
| boolean | false |
| char | ‘\u0000’ |
| reference | null |
如果類靜態變數的欄位屬性表中存在ConstantValue屬性，則直接執行賦值陳述句
那么什么情況下類靜態變數的欄位屬性表中存在ConstantValue屬性呢？
- 類靜態變數為基本資料型別，并且被final修飾
- 類靜態變數為String型別，被final修飾，并且以字面量的形式賦值
為了方便查看Class檔案的位元組碼，我在IDEA中下載了一個插件jclasslib Bytecode viewer，非常方便，用如下代碼通過位元組碼的形式驗證一下
public class Person {
private static int age = 10;
private static final int length = 160;
private static final String name = "name";
private static final String loc = new String("loc");
}
所以length和name屬性在準備階段就會賦值為ConstantValue指定的值
那么age和loc屬性會在哪個階段賦值呢？是在初始化階段，后面會詳細介紹哈
決議
將類，介面，欄位和方法的符號參考（在常量池中）轉為直接參考
符號參考：用一組符號來描述所參考的目標
直接參考；直接指向指向目標的指標
加入我寫了一個如下的類
public class Student {
private String name;
private int age;
public String getName() {
return this.name;
}
}
以欄位為例，name和age對應的物件并不是直接指向記憶體地址，而是用字串來進行描述（即符號參考），決議階段就是將這些描述轉為直接指向目標的指標（即直接參考）
初始化
執行類靜態成員變數賦值陳述句和靜態代碼塊中的陳述句
我們把上面的Student代碼改成如下形式
public class Student {
private String name;
private int age = 10;
private static int gender = 1;
{
System.out.println("構造代碼塊");
}
static {
System.out.println("靜態代碼塊");
}
public Student() {
System.out.println("建構式");
}
public String getName() {
return this.name;
}
}
可以看到位元組碼中包含了3個方法，getName方法我們知道，<init>和<clinit>方法里面執行了哪些邏輯？
從位元組碼的角度分析一波
<init>方法
從位元組碼可以看到<init>方法的主要邏輯為
- 呼叫父類的<init>方法
- 非靜態成員變數賦值
- 執行構造代碼塊
- 執行建構式
<clinit>方法
從位元組碼可以看到<clinit>方法的主要邏輯為
- 執行靜態變數的賦值陳述句
- 執行靜態代碼塊中的陳述句
- 需要注意的一點是，Java虛擬機會保證子類的<client>方法執行前，父類的<client>方法已經執行完畢
理解<clinit>和<init>方法的作用還是很有必要的，因為經常有些面試題問靜態代碼塊，構造代碼塊，建構式的執行順序，
我這里就直接總結一下結論，大家可以寫demo驗證一下
沒有繼承情況的執行順序
- 靜態代碼塊和靜態成員變數，執行順序由撰寫順序決定（只會執行一次哈）
- 構造代碼塊和非靜態成員變數，執行順序由撰寫順序決定
- 建構式
有繼承情況的執行順序
- 父類的靜態（靜態代碼塊，靜態成員變數），子類的靜態（靜態代碼塊，靜態成員變數）（只會執行一次哈）
- 父類的非靜態（構造代碼塊，非靜態成員變數），父類的建構式
- 子類的非靜態（構造代碼塊，非靜態成員變數），子類的建構式
卸載
垃圾收集不僅發生在堆中，方法區上也會發生，但是對方法區的型別資料回收的條件比較苛刻
以下圖為例，想回收方法區中的Simple類
- 需要保證堆中的Sample類及其子類都已經被回收
- 加載Sample類的MyClassLoader已經被回收
- Sample類對應的Class物件已經被回收
可以看到對方法區的型別資料回收的條件比較苛刻，但是收效甚微，所以有些垃圾收集器不會對方法區的型別資料進行回收
總結
類加載程序
變數的賦值程序
參考博客
[1]https://www.cnblogs.com/caoxb/p/12735525.html
[2]https://m.xp.cn/b.php/103736.html
好文
[3]https://ricstudio.top/archives/classloadmechanism
<init>和<client>方法的執行時機
[4]https://www.zhihu.com/question/447387629/answer/1762489678
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標籤：java