JVM類加載

整個過程如下圖所示：

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加載

加載階段是類加載的第一步，它的主要任務(wù)是找到并加載類的字節(jié)碼文件。

在加載階段，JVM會查找并加載類的字節(jié)碼文件，這個過程通常從類路徑（Classpath）中查找類文件，然后將它們讀入內(nèi)存。

如下圖所示：

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JVM通過類加載器（ClassLoader）從類路徑（Classpath）中查找類文件。

加載后的類字節(jié)碼被存儲在方法區(qū)（在JVM規(guī)范中被稱為Metaspace）中，并為每個類創(chuàng)建一個Class對象。

驗證

一旦類被加載到內(nèi)存中，JVM會對字節(jié)碼文件進行驗證，以確保其完整性和合法性。

如下圖所示：

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這包括檢查字節(jié)碼文件的結(jié)構(gòu)，以防止惡意代碼或錯誤的字節(jié)碼文件，確保加載的類符合JVM規(guī)范，不會危害JVM的安全。

驗證主要分為3個步驟：

1.文件格式驗證

在這個階段，JVM首先檢查字節(jié)碼文件的格式是否合法。

這包括檢查文件頭是否以魔數(shù)開頭（通常為0xCAFEBABE），以及文件版本號是否合適。

2.語義驗證 在這個階段

JVM會對字節(jié)碼進行語義分析，確保代碼中不會存在語法錯誤和語義錯誤。

3.字節(jié)碼驗證 在這個階段

字節(jié)碼驗證是最復雜的一步，它檢查字節(jié)碼是否符合Java語言規(guī)范。

這包括驗證操作碼是否合法，跳轉(zhuǎn)指令是否正確，以及棧操作是否匹配。

如果字節(jié)碼驗證失敗，JVM會認為這個類是不安全的，并拒絕加載它。

準備

Java虛擬機的類準備階段是類加載過程的重要步驟之一，它負責為類的靜態(tài)變量分配內(nèi)存并初始化這些變量。

如下圖所示：

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準備階段為類的靜態(tài)變量分配內(nèi)存，并初始化這些變量為默認值（通常為零值，例如0或null）。

例如，對于以下代碼：

public class MyClass {
    public static int x = 10;
}

在準備階段，x 的值將被初始化為 10。

解析

解析階段的主要任務(wù)：是將類或接口中的符號引用轉(zhuǎn)化為直接引用。

如下圖所示：

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解析過程包括以下步驟：

a. 根據(jù)符號引用的類名找到對應(yīng)的類。

b. 驗證類的可訪問性和繼承關(guān)系，確保訪問不會違反訪問控制規(guī)則。

c. 找到符號引用對應(yīng)的字段或方法，獲取其內(nèi)存地址或偏移量。

d. 最終將符號引用替換為直接引用，以便在運行時直接訪問類、字段或方法。

初始化

初始化階段是類加載的最后一步，它負責執(zhí)行類的初始化代碼。

在初始化階段，靜態(tài)代碼塊會被執(zhí)行，靜態(tài)變量會被賦予初始值。

如下圖所示：

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在初始化階段中，JVM會執(zhí)行以下操作：

1.為類的靜態(tài)變量分配內(nèi)存，并設(shè)置初始值

在加載階段中，JVM會為類的靜態(tài)變量分配內(nèi)存，并設(shè)置默認初始值。

2.執(zhí)行類的靜態(tài)代碼塊

在初始化階段中，JVM會執(zhí)行類的靜態(tài)代碼塊，這些靜態(tài)代碼塊中可以包含任意的Java代碼。

總之：JVM的類加載過程包括加載、驗證、準備、解析和初始化五個階段，確保類在被使用之前被正確加載和初始化。