Java虛擬機通過(guò)裝載、連接和初始化一個(gè)Java類(lèi)型，使該類(lèi)型可以被正在運行的Java程序所使用。
1. 裝載
裝載階段包括三個(gè)基本動(dòng)作：
a) 通過(guò)該類(lèi)型的完全限定名，產(chǎn)生一個(gè)代表該類(lèi)型的二進(jìn)制數據流。
b) 解析這個(gè)二進(jìn)制數據流為方法區的內部數據結構（方法區）
c) 創(chuàng )建一個(gè)表示該類(lèi)型的java.lang.Class類(lèi)的實(shí)例（堆上）
二進(jìn)制數據的產(chǎn)生的可能是很多的，比如：從本地系統裝載一個(gè)class文件、網(wǎng)絡(luò )下載一個(gè)class文件等等，有了這些二進(jìn)制數據之后，java虛擬機就會(huì )對這些數據進(jìn)行足夠的處理，然后它才能創(chuàng )建java.lang.Class的實(shí)例對象。
裝載步驟的最終產(chǎn)品就是這個(gè)Class類(lèi)的實(shí)例對象，它成為Java程序與內部數據結構之間的接口。要訪(fǎng)問(wèn)關(guān)于該類(lèi)型的信息，程序就要調用該類(lèi)型對應的Class對應的方法。
這樣一個(gè)過(guò)程就是把一個(gè)二進(jìn)制數據解析為方法區中的內部數據結構、并在堆上建立一個(gè)Class對象的過(guò)程，稱(chēng)為“創(chuàng )建”類(lèi)型。
2. 連接
在類(lèi)型被裝載以后，就準備連接了。連接過(guò)程的第一步就是：驗證
2.1 驗證
在裝載過(guò)程中，虛擬機必須解析代表類(lèi)型的二進(jìn)制數據流，并且構造內部數據結構，這時(shí)候就必須做一些特定的檢查，以保證解析二進(jìn)制數據的初始工作不會(huì )導致虛擬機崩潰。比如確保每一個(gè)部分在正確的位置，擁有正確的長(cháng)度，驗證文件不是太長(cháng)或者太短，等等，雖然這些檢查在裝載期間完成，是在正式連接驗證之前完成，但是它們在邏輯上仍然屬于驗證階段。
在正式的驗證階段可能需要完成一下檢查：
l 檢查final的類(lèi)不能擁有子類(lèi)
l 檢查final的方法不能被覆蓋
l 確保在類(lèi)型和超類(lèi)型之間沒(méi)有不兼容的方法聲明
l 檢查所有常量池入口相互之間一致
l 檢查常量池中所有的特殊字符串
l 檢查字節碼完整性
上面列出的最復雜的任務(wù)就是：字節碼完驗證。所有的Java需以及都必須設法為它們執行的每一個(gè)方法檢查字節碼的完整性。
2.2 準備
在準備階段，Java虛擬機為類(lèi)變量分配內存，設置默認初始值。但在到達初始化之前，類(lèi)變量都沒(méi)有被初始化為真正的初始值（準備階段不執行Java代碼）。
2.3 解析
解析過(guò)程就是在類(lèi)型的常量池中尋找類(lèi)、接口、字段和方法的符號引用，把這些符號引用替換成直接引用的過(guò)程。
3. 初始化
初始化就是為類(lèi)變量賦予正確的初始值。
3.1 初始化的時(shí)機-------在首次主動(dòng)使用前初始化
在類(lèi)和接口被裝載和連接上，Java虛擬機規范提供了一定的靈活性。但是它嚴格地定義了初始化的時(shí)機。所有的Java虛擬機實(shí)現必須在每個(gè)類(lèi)或接口首次主動(dòng)使用時(shí)初始化。下面6種情況符合主動(dòng)使用的要求：
l 當創(chuàng )建某個(gè)類(lèi)的新實(shí)例時(shí)（new；或者不明確的創(chuàng )建。反射?？寺』蛘叻葱蛄谢?/font>
l 調用某個(gè)類(lèi)的靜態(tài)方法
l 使用某個(gè)類(lèi)或接口的靜態(tài)字段，或者對該字段賦值（final修飾的除外，它被初始化為一個(gè)編譯時(shí)的常量表達式）
l 調用Java API中的某些反射方法
l 當初始化某個(gè)類(lèi)的子類(lèi)時(shí)（要求超類(lèi)也已經(jīng)初始化）
l 當虛擬機啟動(dòng)時(shí)某個(gè)被表明為啟動(dòng)類(lèi)的類(lèi)（main（）方法那個(gè)類(lèi)）
除了上述6種情況以外，所有其他使用Java類(lèi)型的方式都是被動(dòng)使用。它們都不回導致Java類(lèi)型的初始化。
對于第三點(diǎn)，使用一個(gè)非常量的靜態(tài)字段只有當類(lèi)或者接口的確使用了這個(gè)字段時(shí)才是主動(dòng)使用。
比如，類(lèi)中聲明的字段可能會(huì )被子類(lèi)引用；接口中聲明的字段可能會(huì )被子接口或者實(shí)現了這個(gè)接口的類(lèi)引用，對于子類(lèi)、子接口和實(shí)現了接口的類(lèi)來(lái)說(shuō)，這就是被動(dòng)使用------使用它們并不會(huì )觸發(fā)它們的初始化。只有當字段的確是被類(lèi)或者接口聲明的時(shí)候才是主動(dòng)使用。
當然，超類(lèi)和子類(lèi)的規則對于接口并不適用，一個(gè)接口的初始化不要求它的父接口預先被初始化。只有在某個(gè)接口所聲明的非常量字段被使用時(shí)，該接口才會(huì )被初始化，而不是因為這個(gè)接口的子接口或類(lèi)要初始化而被初始化。
無(wú)論如何，如果一個(gè)類(lèi)型在它的首次使用之前還沒(méi)有被裝載和連接的話(huà)，那它必須不在此時(shí)被裝載和連接，這樣它才能被初始化。裝載、連接可以在更早的時(shí)候進(jìn)行。
3.2 初始化初探
為類(lèi)變量賦予正確的初始值是通過(guò)：類(lèi)變量初始化語(yǔ)句或者靜態(tài)初始化語(yǔ)句給出的。
一個(gè)類(lèi)變量初始化語(yǔ)句是變量聲明后面的等號和表達式：
class Example1a {
// "= 3 * (int) (Math.random() * 5.0)" is the class variable
// initializer
static int size = 3 * (int) (Math.random() * 5.0);
}
靜態(tài)初始化語(yǔ)句是一個(gè)以static關(guān)鍵字開(kāi)頭的程序快：
class Example1b {
static int size;
// This is the static initializer
static {
size = 3 * (int) (Math.random() * 5.0);
}
}
所有的類(lèi)變量初始化語(yǔ)句和類(lèi)型的靜態(tài)初始化器都被Java編譯器收集在一起，放到一個(gè)特殊的方法中，稱(chēng)為 類(lèi)/接口 初始化方法<clinit>。
初始化接口并不需要初始化它的父接口，因為初始化接口只需要一步：如果接口存在初始化方法，就執行那個(gè)方法。
3.3 <clinit>方法不是必須的
并非所有的類(lèi)都需要在它們的class文件中擁有一個(gè)<clinit>方法。只有那些的確需要執行Java代碼來(lái)賦予類(lèi)變量正確初始值的類(lèi)才會(huì )有類(lèi)初始化方法。以下情況就不會(huì )有<clinit>方法：
l 類(lèi)沒(méi)有聲明任何類(lèi)變量，也沒(méi)有靜態(tài)初始化語(yǔ)句。
l 聲明了類(lèi)變量，但是沒(méi)有明確使用類(lèi)變量初始化語(yǔ)句或者靜態(tài)初始化語(yǔ)句
l 僅包含靜態(tài)final變量的類(lèi)變量初始化語(yǔ)句，而且這些類(lèi)變量初始化語(yǔ)句采用編譯時(shí)常量表達式
下面的代碼就不會(huì )產(chǎn)生<clinit>方法：
class Example1d {
static final int angle = 35;
static final int length = angle * 2;
}
兩個(gè)常量賦予的初始化，這些表達式是編譯時(shí)常量。Example1d類(lèi)被Java虛擬機裝載的時(shí)，angle和length字段并非類(lèi)變量，它們是常量，不是保存在方法區中，Java虛擬機在使用它們的任何類(lèi)的常量池或者字節碼流中直接存放的是它們表示的常量的int值。因此不需要<clinit>方法
3.4 接口中的<clinit>方法
所有的接口中聲明的隱式公開(kāi)（public）、靜態(tài)（static）和最終（final）字段都必須在字段初始化語(yǔ)句中初始化。如果接口包含任何不能在編譯時(shí)被解析成為一個(gè)常量的字段初始化語(yǔ)句，接口就會(huì )有一個(gè)<clinit>方法。 這兩個(gè)隱式公開(kāi)的字段只有mustard被<clinit>方法初始化了。因為ketchup字段被初始化為一個(gè)編譯時(shí)常量，它被編譯器特殊處理了。 4.卸載 在很多方面，Java虛擬機中類(lèi)的生命周期和對象的生命周期很相似。虛擬機創(chuàng )建并初始化對象，使程序能使用對象，然后在對象變得不再引用后可選地執行垃圾收集。同樣，虛擬機裝載、連接并初始化類(lèi)，使得程序能使用類(lèi)，當程序不在引用它們的時(shí)候可選地卸載它們。 類(lèi)的垃圾收集這卸載在Java虛擬機中很重要，是因為Java程序可以在運行時(shí)通過(guò)用戶(hù)自定義的類(lèi)裝載器裝載類(lèi)型來(lái)動(dòng)態(tài)擴展程序，所有被裝載類(lèi)型都在方法區占據內存空間，方法區的不能無(wú)限增長(cháng)，所以得收集、卸載。 判斷一個(gè)動(dòng)態(tài)裝載的類(lèi)型是否仍然需要的方法就是：如果程序不再引用某類(lèi)型，那么這個(gè)類(lèi)型就可以被收集。 使用啟動(dòng)類(lèi)裝載器裝載的類(lèi)型永遠是可觸及的，所以永遠不會(huì )被卸載。只有用戶(hù)定義的類(lèi)裝載器裝載的類(lèi)型才會(huì )變成不可觸及的，從而被虛擬機回收。 5.總結 類(lèi)在裝載、連接、初始化以后，這就把一個(gè)類(lèi)型二進(jìn)制數據解析為方法區中的內部數據結構、并在堆上建立了一個(gè)Class對象，類(lèi)變量也已經(jīng)正確初始化，這樣就可以隨時(shí)訪(fǎng)問(wèn)它的靜態(tài)字段，調用靜態(tài)方法或者創(chuàng )建它的實(shí)例（創(chuàng )建對象）。 當類(lèi)（型）在變得不可收集以后，就會(huì )被虛擬機回收。interface Example1f {
int ketchup = 5;
int mustard = (int) (Math.random() * 5.0);
}
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