面试tips--JVM(3)--类加载过程

🔹 JVM 类加载的五个阶段（常说三个：加载、链接、初始化）

严格来说有 五个阶段 ，其中链接又分为三个子阶段：

1.加载（Loading）

通过类的全限定名（package + className），由类加载器（ClassLoader）查找并加载类的字节码文件（.class）。

常见的类加载器：

Bootstrap ClassLoader （启动类加载器）：加载 JDK 核心类库 rt.jar、java.base 等。

Extension ClassLoader （扩展类加载器）：加载 jre/lib/ext 或 java.ext.dirs 目录下的类。

Application ClassLoader （应用类加载器）：加载 classpath 下的类。

用户自定义 ClassLoader。

最终将 .class 字节流读入内存，在方法区生成对应的 运行时类结构 （Class 对象），并在堆中创建 java.lang.Class 实例。

2. 链接（Linking）

链接 = 验证 + 准备 + 解析

验证（Verification）

确保字节码文件的正确性与安全性，避免非法操作。

例如：栈数据不会溢出、方法调用合法、类型转换安全。

验证不通过会抛出 VerifyError。

准备（Preparation）
为类的 静态变量（static field） 分配内存，并赋予 默认值（而不是赋程序员写的值）。
例如：
java 复制代码
public static int a = 10;
在 准备阶段 ，a 的值是 0 （默认 int 值），赋值为 10 会在 初始化阶段执行。
解析（Resolution）

将常量池中的符号引用（Symbolic Reference，例如 "java/lang/String"）转换为 直接引用（Direct Reference，例如内存地址指针、方法表索引）。

3. 初始化（Initialization）

执行类构造器 <clinit>() 方法（由编译器自动收集所有 static {} 块和静态变量赋值语句组成）。

JVM 保证 类初始化是线程安全的 ，即同一个类的 <clinit>() 方法在多线程下只会被执行一次。

触发类初始化的时机：

使用 new 实例化对象

调用类的静态方法

访问类的静态变量（非 final 常量）

反射 Class.forName()

JVM 启动时加载主类（含 main 方法的类）

4. 使用（Using）

类被加载到内存并初始化后，可以被正常使用。

例如：创建对象、调用方法、访问字段。

5. 卸载（Unloading）

类的生命周期结束后，卸载出 JVM。

卸载条件：

该类的所有对象实例都已被回收。

该类的 ClassLoader 已被回收。

对应的 java.lang.Class 对象不再被引用。

一般只在 自定义类加载器 + 动态加载/卸载类（如 Tomcat 热部署、OSGi 框架） 时常见。

🔹 类加载的双亲委派机制

当一个类加载器收到类加载请求时，不会自己去加载，而是先委托给父类加载器。

如果父类加载器无法完成（找不到该类），才由子类加载器尝试加载。

优点：

避免重复加载类。

保证核心类库的安全（用户自定义的 java.lang.String 不会覆盖 JDK 自带的 String）。

🔹 总结（流程图式）
java 复制代码
类加载过程：
    加载 → 链接（验证 → 准备 → 解析） → 初始化 → 使用 → 卸载