《深入理解Java虚拟机》学习总结-类加载过程
一.类加载的时机
一个类型从被加载到虚拟机内存开始，到卸载出内存为止，它的生命周期将会经历加载，验证，准备，解析，初始化，使用和卸载七个阶段。
在这个图中，加载，验证，准备，初始化和卸载这五个阶段的开始顺序是确定的（注意确定的只有开始顺序，完成顺序不确定），而解析阶段则不一定：它在某些情况下可以在初始化阶段之后再开始，这是为了支持Java语言的运行时绑定特性（也称为动态绑定或晚期绑定）
什么情况下需要开始类加载的一个阶段“加载”呢？《Java虚拟机规范》中没有进行强制约束，只是严格规定了有且只有6种情况必须立即对类进行“初始化”（而加载，验证，准备自然需要在此之前开始）
在实际情况中，每个Class文件都有代表着Java语言中的一个类或接口的可能，后文中直接对“类型”的描述都同时蕴含着类和接口的可能性，而需要对类和接口分开描述的场景，会特别指明；
1）遇到new、getstatic、putstatic或invokestatic这四条字节码时，如果类型没有进行过初始化，则需要先触发其初始化阶段。能够生成这四题指令的典型Java代码场景有：
·使用new关键字实例化对象的时候。
·读取或设置一个类型的静态字段（被final修饰、已在编译期把结果放入常量池的静态字段除外） 的时候。
·调用一个类型的静态方法的时候。
2）使用java.lang.reflect包的方法对类型进行反射调用的时候，如果类型没有进行过初始化，则需要先触发初始化
3）当初始化类的时候，如果发现其父类还没有初始化，则先触发器父类的初始化
4）当虚拟机启动时，用户需要指定一个要执行的主类（包含main（）方法的那个类），虚拟机会先初始化这个主类
5）当使用JDK 7新加入的动态语言支持时，如果一个java.lang.invoke.MethodHandle实例最后的解 析结果为REF_getStatic、REF_putStatic、REF_invokeStatic、REF_newInvokeSpecial四种类型的方法句 柄，并且这个方法句柄对应的类没有进行过初始化，则需要先触发其初始化。
6）当一个接口中定义了JDK新加入的默认方法（被default关键字修饰的接口方法）时，如果有接口的实现类发生了初始化，那么该接口要在其之前先被初始化
这六种场景称为对一个类型的主动引用。除此之外，所有引用类型的方式都不会触发其初始化，称为被动引用。
需要注意的是，new数组对象也算作不会触发其类的初始化，因为实际上虚拟机会自动生成一个数组类，这个动作触发的是这个数组类的初始化。
接口的加载过程与类加载过程稍有不同，针对接口需要做一些特殊说明：接口也有初始化过程， 这点与类是一致的，上面的代码都是用静态语句块“static{}”来输出初始化信息的，而接口中不能使 用“static{}”语句块，但编译器仍然会为接口生成“<clinit>()”类构造器，用于初始化接口中所定义的 成员变量。接口与类真正有所区别的是前面讲述的六种“有且仅有”需要触发初始化场景中的第三种： 当一个类在初始化时，要求其父类全部都已经初始化过了，但是一个接口在初始化时，并不要求其父 接口全部都完成了初始化，只有在真正使用到父接口的时候（如引用接口中定义的常量）才会初始化。
二.类加载的过程
加载
“加载”阶段是整个“类加载“过程中的一个阶段。在加载阶段，Java虚拟机需要完成以下三件事：
1）通过一个类的全限定名来获取定义此类的二进制字节流
2）将这个字节流所代表的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构
3）在内存中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为方法区这个类的各种数据的访问入口
非数组类的加载可通过用户自定义加载器或虚拟机内置的引导类加载器去完成
数组类的加载，由于它是由虚拟机直接在内存中动态构造出来的，所以其本身不通过类加载器加载，但数组类的元素类型最终还是要靠类加载器完成
如果数组的组件类型（Component Type，指的是数组去掉一个维度的类型，注意和前面的元素类型区分开来）是引用类型，那就递归采用本节中定义的加载过程去加载这个组件类型
·如果数组的组件类型不是引用类型（例如int[]数组的组件类型为int），Java虚拟机将会把数组C 标记为与引导类加载器关联。
验证
验证是连接阶段的第一步，这一阶段的目的是确保Class文件的字节流中包含的信息符合《Java虚拟机规范》的全部约束要求，保证这些信息被当作代码运行后不会危害虚拟机自身的安全。从整体上看，验证阶段大致上会完成下面四个阶段的检验动作：文件格式验证、元数据验证、字节码验证和符号引用验证
1.文件格式验证
第一阶段要验证字节流是否符合Class文件格式的规范，并且能被当前版本的虚拟机处理。比如：
是否以魔数0xCAFEBABE开头
主、次版本号是否在当前Java虚拟机接受范围之内。
常量池的常量是否有不被支持的常量类型
指向常量的各种索引值中是否有指向不存在的常量或不符合类型的常量
该验证阶段的主要目的是保证输入的字节流能正确地解析并存储于方法区之内，格式上符合描述一个Java类型信息的要求。这阶段的验证是基于二进制字节流进行的，只有通过了这个阶段的验证之后，这段字节流才被允许进入Java虚拟机内存的方法区中进行存储，所以后面的三个验证阶段 全部是基于方法区的存储结构上进行的，不会再直接读取、操作字节流了
2.元数据验证
第二阶段是对字节码描述的信息进行语义分析，以保证其描述的信息符合《Java语言规范》的要求。比如：
这个类是否有父类
这个类的父类是否继承了不允许被继承的类（被final修饰的类）
如果这个类不是抽象类，是否实现了其父类或接口之中要求实现的所有方法。 ·类中的字段、方法是否与父类产生矛盾（例如覆盖了父类的final字段，或者出现不符合规则的方 法重载，例如方法参数都一致，但返回值类型却不同等）。
第二阶段的主要目的是对类的元数据信息进行语义校验，保证不存在与《Java语言规范》定义相悖的元数据信息。
3.字节码验证
第三阶段是整个验证过程中最复杂的一个阶段，主要目的是通过数据流分析和控制流分析，确定 程序语义是合法的、符合逻辑的。在第二阶段对元数据信息中的数据类型校验完毕以后，这阶段就要 对类的方法体（Class文件中的Code属性）进行校验分析，保证被校验类的方法在运行时不会做出危害 虚拟机安全的行为，例如：
保证任意时刻操作数栈的数据类型与指令代码序列都能配合工作，例如不会出现类似于“在操作 栈放置了一个int类型的数据，使用时却按long类型来加载入本地变量表中”这样的情况。
保证任何跳转指令都不会跳转到方法体以外的字节码指令上
保证方法体中的类型转换总是有效的，例如可以把一个子类对象赋值给父类数据类型，这是安全 的，但是把父类对象赋值给子类数据类型，甚至把对象赋值给与它毫无继承关系、完全不相干的一个 数据类型，则是危险和不合法的。
如果一个类型中有方法体的字节码没有通过字节码验证，那它肯定是有问题的；但如果一个方法 体通过了字节码验证，也仍然不能保证它一定就是安全的。
4.符号引用验证
最后一个阶段的校验行为发生在虚拟机将符号引用转化为直接引用的时候。符号引用验证可以看作是对类自身以外（常量池中的各种符号 引用）的各类信息进行匹配性校验，通俗来说就是，该类是否缺少或者被禁止访问它依赖的某些外部 类、方法、字段等资源。本阶段通常需要校验下列内容：
符号引用中通过字符串描述的全限定名是否能找到对应的类。
在指定类中是否存在符合方法的字段描述符及简单名称所描述的方法和字段
符号引用中的类、字段、方法的可访问性（private、protected、public、）是否可被当 前类访问。
符号引用验证的主要目的是确保解析行为能正常执行
三.准备
未完待续