面试官：说一下类加载的过程（10张图解）

Bertha 。 2022-09-14 00:23 171阅读 0赞

![11e0ec46a69fb6c81c05bed77215223b.png][]

## 加载 ##

当我们要使用一个类的时候，要通过ClassLoader将类加载到内存中

**「类加载阶段主要完成如下三件事情」**

1.  通过全类名，获取类的二进制流
2.  解析类的二进制流为方法区内的数据结构
3.  创建一个java.lang.Class类的实例，表示该类型，作为方法区这个类的访问入口

![d7cf0fb0ab1c18751d7a83fda836841c.png][]

**「通过全类名，获取类的二进制流的方式有很多种」**

1.  从zip压缩包中获取
2.  从网络中获取
3.  运行时计算生成，如动态代理技术
4.  ...

**「对于非数组类型的加载阶段，即可以使用Java虚拟机内置的类加载器去完成，也可以使用用户自定义的类加载器去完成」**

## 链接 ##

**「链接这个阶段主要分为3个部分，验证，准备，解析」**

### 验证 ###

**「验证阶段主要是确保Class文件的格式正确，运行时不会危害虚拟机的安全」**

验证阶段的规则很多，但大致分为如下4个阶段![5936e1be53e2ffa321c4a34c8be89d38.png][]**「具体详细的内容，我就不详细解释了，可以看《深入理解Java虚拟机》，本篇文章偏向于做一个总结，把握类加载的一个整体流程，而不对细节进行阐述」**

### 准备 ###

**「准备阶段主要是为类的静态变量分配内存，并将其初始化为默认值」**

常见的数据类型的默认值如下

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>数据类型</th> 
   <th>默认值</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>byte</td> 
   <td>(byte)0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>short</td> 
   <td>(short)0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>int</td> 
   <td>0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>long</td> 
   <td>0L</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>float</td> 
   <td>0.0f</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>double</td> 
   <td>0.0d</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>boolean</td> 
   <td>false</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>char</td> 
   <td>'\u0000'</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>reference</td> 
   <td>null</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**「如果类静态变量的字段属性表中存在ConstantValue属性，则直接执行赋值语句」**

那么什么情况下类静态变量的字段属性表中存在ConstantValue属性呢？

1.  类静态变量为基本数据类型，并且被final修饰
2.  类静态变量为String类型，被final修饰，并且以字面量的形式赋值

为了方便查看Class文件的字节码，我在IDEA中下载了一个插件jclasslib Bytecode viewer，非常方便。用如下代码通过字节码的形式验证一下

public class Person {
    
        private static int age = 10;
        private static final int length = 160;
        private static final String name = "name";
        private static final String loc = new String("loc");
    }

![69032a150b3ed33845f8c14b14267470.png][]**「所以length和name属性在准备阶段就会赋值为ConstantValue指定的值」**

**「那么age和loc属性会在哪个阶段赋值呢？是在初始化阶段，后面会详细介绍哈」**![5d4e1b5c87cfac10b24b786ddd6b39fb.png][]

### 解析 ###

**「将类，接口，字段和方法的符号引用（在常量池中）转为直接引用」**符号引用：用一组符号来描述所引用的目标 直接引用；直接指向指向目标的指针

加入我写了一个如下的类

public class Student {
    
        private String name;
        private int age;
    
        public String getName() {
            return this.name;
        }
    }

![c23439ef8bc5e4e879a8fe928a7a6629.png][]以字段为例，name和age对应的对象并不是直接指向内存地址，而是用字符串来进行描述（即符号引用）。解析阶段就是将这些描述转为直接指向目标的指针（即直接引用）

## 初始化 ##

**「执行类静态成员变量赋值语句和静态代码块中的语句」**

![7d70d8d556b21be8807f4489835c56fd.png][]

我们把上面的Student代码改成如下形式

public class Student {
    
        private String name;
        private int age = 10;
        private static int gender = 1;
    
        {
            System.out.println("构造代码块");
        }
    
        static {
            System.out.println("静态代码块");
        }
    
        public Student() {
            System.out.println("构造函数");
        }
    
        public String getName() {
            return this.name;
        }
    }

可以看到字节码中包含了3个方法，getName方法我们知道，<init>和<clinit>方法里面执行了哪些逻辑？![a1d8b3e15d34bcbff3f0a43ef9912c54.png][]从字节码的角度分析一波

**「<init>方法」**

![a3b5caadd99d31441d81882d7a5ed3d7.png][]

从字节码可以看到<init>方法的主要逻辑为

1.  调用父类的<init>方法
2.  非静态成员变量赋值
3.  执行构造代码块
4.  执行构造函数

![0748946cf7e7c2509b222661941abb32.png][]**「<clinit>方法」**![eb876b6261fcb7d595c9ecac52ef0360.png][]从字节码可以看到<clinit>方法的主要逻辑为

1.  执行静态变量的赋值语句
2.  执行静态代码块中的语句
3.  需要注意的一点是，**「Java虚拟机会保证子类的<client>方法执行前，父类的<client>方法已经执行完毕」**

**「理解<clinit>和<init>方法的作用还是很有必要的，因为经常有些面试题问静态代码块，构造代码块，构造函数的执行顺序。」**

我这里就直接总结一下结论，大家可以写demo验证一下

**「没有继承情况的执行顺序」**

1.  静态代码块和静态成员变量，执行顺序由编写顺序决定（只会执行一次哈）
2.  构造代码块和非静态成员变量，执行顺序由编写顺序决定
3.  构造函数

**「有继承情况的执行顺序」**

1.  父类的静态（静态代码块，静态成员变量），子类的静态（静态代码块，静态成员变量）（只会执行一次哈）
2.  父类的非静态（构造代码块，非静态成员变量），父类的构造函数
3.  子类的非静态（构造代码块，非静态成员变量），子类的构造函数

## 卸载 ##

垃圾收集不仅发生在堆中，方法区上也会发生。但是对方法区的类型数据回收的条件比较苛刻![95b1f2cf0008bd703b5f5ed97adbadf3.png][]![0376e67f29f331dbfa81abb26bea4a7b.png][]以下图为例，想回收方法区中的Simple类

1.  需要保证堆中的Sample类及其子类都已经被回收
2.  加载Sample类的MyClassLoader已经被回收
3.  Sample类对应的Class对象已经被回收![f3db5fd8e9a8fd662d0fc6fe7cd74313.png][]

可以看到对方法区的类型数据回收的条件比较苛刻，但是收效甚微，所以有些垃圾收集器不会对方法区的类型数据进行回收

## 总结 ##

类加载过程![ea6eb66d9f7128ddcd3533ce7f42590e.png][]

变量的赋值过程![db7329942af9d634ba3c9ffaaafac28f.png][]

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[95b1f2cf0008bd703b5f5ed97adbadf3.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/95b1f2cf0008bd703b5f5ed97adbadf3.png
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[---]: https://blog.csdn.net/weixin_37924347/article/details/81274289
[10_4]: https://blog.csdn.net/androidstarjack/article/details/103573062
[Spring Cloud Alibaba]: https://blog.csdn.net/smh821025/article/details/104046056
[Link 1]: https://blog.csdn.net/qq_38977097/article/details/80802279
[23_500]: https://blog.csdn.net/m0_38054145/article/details/81590562
[21_MySQL]: https://blog.csdn.net/qq_36906627/article/details/86634518
[Spring Boot _ Redis]: https://blog.csdn.net/Howinfun/article/details/103062184