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类加载

  1. 在java代码中，类型的加载、连接与初始化过程都是在程序运行期间完成的
  2. 提供了更大的灵活性，增加了更多的可能性

java虚拟机与程序的生命周期
在如下几种情况下，java虚拟机将结束生命周期

  1. 执行了System.exit()方法
  2. 程序正常执行结束
  3. 程序在执行过程中遇到了异常或错误而异常终止

  4. 由于操作系统出现错误而导致java虚拟机进程终止

  5. 加载：查找并加载类的二进制数据

  6. 连接：
    • 验证：确保被加载的类的正确性
    • 准备：为类的静态变量分配内存，并将其初始化为默认值
    • 解析：把类中的符号引用转换为直接引用
  7. 初始化：为类的静态变量赋予正确的初始值

类的加载连接与初始化

java程序对类的使用方式可分为两种

  1. 主动使用
  2. 被动使用

所有的java虚拟机实现必须在每个类或接口被java程序“首次主动使用“时才初始化他们

主动使用（七种）

  1. 创建类的实例
  2. 访问某个类或接口的静态变量，或者对该静态变量赋值
  3. 调用类的静态方法
  4. 反射（如Class.forName(“com.test.Test”)）
  5. 初始化一个类的子类
  6. java虚拟机启动时被标明为启动类的类（java test）
  7. jdk1.7k开始提供的动态语言支持：java.lang.invoke.MethodHandle实例的解析结果REF_getStatic，REF_putStatic，REF_invokeStatic句柄对应的类没有初始化，则初始化

除了以上七中情况，其他使用java类的方式都被看做是对类的被动使用，都不会导致类的初始化

类的加载

类的加载指的是类的.class文件中的二进制数据读入到内存中，将其放在运行时数据区的方法区内，然后再内存中创建一个java.lang.Class对象（规范并未说明Class对象位于哪里，HotSpot虚拟机将其放在了方法区中）用来封装类在方法区内的数据结构

加载.class文件的方式

  1. 从本地系统中直接加载
  2. 通过网络下载.class文件
  3. 从zip，jar等归档文件中加载.class文件
  4. 从专有数据库中提取.class文件
  5. 将java源文件动态编译为.class文件 
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package com.bob.jvm.classloder;
/**
 * 对于静态字段来说，只有直接定义了该字段的类才会被初始化
 */
public class MyTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(MyChild1.str);
    }
}
class MyParent1{
    public static String str = "hello world";
    static {
        System.out.println("MyParent1 static block");
    }
}
class MyChild1 extends MyParent1{
    static {
        System.out.println("MyChild1 static block");
    }
}
日志输出：
MyParent1 static block
hello world
Process finished with exit code 0
只初始化了父类
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package com.bob.jvm.classloder;
/**
 * 对于静态字段来说，只有直接定义了该字段的类才会被初始化
 * 当一个类在初始化时，要求其父类都已初始化完毕了
 */
public class MyTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(MyChild1.str2);
    }
}
class MyParent1{
    public static String str = "hello world";
    static {
        System.out.println("MyParent1 static block");
    }
}
class MyChild1 extends MyParent1{
    public static String str2 = "welcome";
    static {
        System.out.println("MyChild1 static block");
    }
}
日志输出：
MyParent1 static block
MyChild1 static block
welcome
Process finished with exit code 0
当一个类在初始化时，要求其父类都已初始化完毕了
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-XX:+TraceClassLoading,用于追踪类的加载信息并打印出来
...
[Loaded com.bob.jvm.classloder.MyTest1 from file:/Users/bob/IdeaProjects/jvm_lecture/out/production/classes/]
[Loaded java.net.AbstractPlainSocketImpl$1 from /Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_131.jdk/Contents/Home/jre/lib/rt.jar]
[Loaded sun.launcher.LauncherHelper$FXHelper from /Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_131.jdk/Contents/Home/jre/lib/rt.jar]
[Loaded java.lang.Void from /Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_131.jdk/Contents/Home/jre/lib/rt.jar]
[Loaded com.bob.jvm.classloder.MyParent1 from file:/Users/bob/IdeaProjects/jvm_lecture/out/production/classes/]
[Loaded com.bob.jvm.classloder.MyChild1 from file:/Users/bob/IdeaProjects/jvm_lecture/out/production/classes/]
MyParent1 static block
MyChild1 static block
welcome
...
-XX:+<option>,表示开启option选项
-XX:+<option>,表示关闭option选项
-XX:<option>=<value>, 表示将option选项的值设置为value
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package com.bob.jvm.classloder;
/**
 * 常量在编译阶段会存入到调用这个常量的方法所在的类的常量池中，
 * 本质上，调用类并没有直接引用到定义常量的类，因此并不会触发定义常量的类的初始化，
 * 注意：这里指的是将常量存放到MyTest2的常量池中，之后MyTest2与MyParent2就没有任何关系了，
 * 甚至，我们可以将MyParent2的class文件删除
 *
 * 助记符:
 * ldc表示将int，float或者String类型的常量值从常量池中推送至栈顶
 * bipush表示将单字节（-128-127）的常量值推送至栈顶
 * sipush表示将短整型（-32768-32767）的常量值推送至栈顶
 * iconst_1表示将int类型1推送至栈顶（iconst_1-iconst5）
 */
public class MyTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(MyParent2.m);
    }
}
class MyParent2{
    public static final String str = "hello world";
    public static final short s = 7;
    public static final int i = 128;
    public static final int m = 1;
    static {
        System.out.println("MyParent2 static block");
    }
}
反编译：
public static final String str = "hello world";
javap -c com/bob/jvm/classloder/MyTest2.class
Compiled from "MyTest2.java"
public class com.bob.jvm.classloder.MyTest2 {
  public com.bob.jvm.classloder.MyTest2();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return
  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
       3: ldc           #4                  // String hello world
       5: invokevirtual #5                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
       8: return
}
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public static final short s = 7;
javap -c com/bob/jvm/classloder/MyTest2.class
Compiled from "MyTest2.java"
public class com.bob.jvm.classloder.MyTest2 {
public com.bob.jvm.classloder.MyTest2();
    Code:
    0: aload_0
    1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
    4: return
public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
    0: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
    3: bipush        7
    5: invokevirtual #4                  // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
    8: return
}
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public static final short i = 128;
javap -c com/bob/jvm/classloder/MyTest2.class
Compiled from "MyTest2.java"
public class com.bob.jvm.classloder.MyTest2 {
public com.bob.jvm.classloder.MyTest2();
    Code:
    0: aload_0
    1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
    4: return
public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
    0: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
    3: sipush        128
    6: invokevirtual #4                  // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
    9: return
}
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public static final int m = 1;
javap -c com/bob/jvm/classloder/MyTest2.class
Compiled from "MyTest2.java"
public class com.bob.jvm.classloder.MyTest2 {
public com.bob.jvm.classloder.MyTest2();
    Code:
    0: aload_0
    1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
    4: return
public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
    0: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
    3: iconst_1
    4: invokevirtual #4                  // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
    7: return
}