Class文件的加載過程
ClassLoader的工作模式
類的熱加載
1 Class文件的裝載流程
只有被java虛擬機裝載的Class類型才能在程序中使用（注意裝載和加載的區別）
1.1 類裝載的條件
Class只有在必須要使用的時候才會被裝載，Java虛擬機不會無條件的裝載Class類型。Java虛擬機規定：一個類或者接口在初次使用時，必須進行初始化。這里的使用指的是主動使用，主動使用有以下幾種情況：
- 當創建一個類的實例時，比如使用new關鍵字，或者通過反射、克隆、反序列化。
- 當調用類的靜態方法時，即當使用了字節碼invokestatic指令
- 當使用類或者接口的靜態字段時（final常量除外），即使用getstatic或者putstatic指令
- 當使用java.lang.reflect包中的方法反射類的方法時
- 當初始化子類時，必須先初始化父類
- 作為啟動虛擬機、含有main方法的那個類
除了以上情況屬於主動使用外，其他情況均屬於被動使用，被動使用不會引起類的初始化。
例1：主動使用
public class Parent{
static{
System.out.println("Parent init");
}
}
public class Child{
static{
System.out.println("Child init");
}
}
public class InitMain{
public static void main(String[] args){
Child c = new Child();
}
}
以上聲明了3個類：Parent Child InitMain，Child類為Parent類的子類。若Parent被初始化，根據代碼中的static塊可知，將會打印"Parent init"，若Child被初始化，則會打印"Child init"。執行InitMain，結果為：
Parent init
Child init
由此可知，系統首先裝載Parent類，接着裝載Child類。符合主動裝載中的兩個條件，使用new關鍵字創建類的實例會裝載相關的類，以及在初始化子類時，必須先初始化父類。
例2 ：被動裝載
public class Parent{
static{
System.out.println("Parent init ");
}
public static int v = 100; //靜態字段
}
public class Child extends Parent{
static{
System.out.println("Child init");
}
}
public class UserParent{
public static void main(String[] args){
System.out.println(Child.v);
}
}
Parent中有靜態變量v，並且在UserParent中，使用其子類Child去調用父類中的變量。
運行代碼：
Parent init
100
雖然在UserParent中，直接訪問了子類對象，但是Child子類並未初始化，只有Parent父類進行初始化。所以，在引用一個字段時，只有直接定義該字段的類，才會被初始化。
注意：雖然Child類沒有被初始化，但是，此時Child類已經被系統加載，只是沒有進入初始化階段。
可以使用-XX:+ThraceClassLoading 參數運行這段代碼，查看日志，便可以看到Child類確實被加載了，只是初始化沒有進行
例3 ：引用final常量
public class FinalFieldClass{
public static final String constString = "CONST";
static{
System.out.println("FinalFieldClass init");
}
}
public class UseFinalField{
public static void main(String[] args){
System.out.println(FinalFieldClass.constString);
}
}
運行代碼：CONST
FinalFieldClass類沒有因為其常量字段constString被引用而初始化，這是因為在Class文件生成時，final常量由於其不變性，做了適當的優化。
分析UseFinalField類生成的Class文件，可以看到main函數的字節碼為：
在字節碼偏移3的位置，通過Idc將常量池第22項入棧，在此Class文件中常量池第22項為：
#22 = String #23 //CONST
#23 = UTF8 CONST
由此可以看出，編譯后的UseFinalField.class中，並沒有引用FinalFieldClass類，而是將其final常量直接存放在常量池中，因此，FinalFiledClass類自然不會被加載。（javac在編譯時，將常量直接植入目標類，不再使用被引用類）通過捕獲類加載日志（部分日志）可以看出：
注意：並不是在代碼中出現的類，就一定會被加載或者初始化，如果不符合主動使用的條件，類就不會被初始化。
1.2 類裝載的整個過程
1）加載類
加載類處於類裝載的第一個階段。
加載類時，JVM必須完成：
- 通過類的全名，獲取類的二進制數據流
- 解析類的二進制數據流為方法區內的數據結構
- 創建java.lang.Class類的實例，表示該類型
2）連接
1 驗證類：
當類被加載到系統后，就開始連接操作，驗證是連接的第一步。
主要目的是保證加載的字節碼是符合規范的。驗證的步驟如圖：
2 准備
當一個類驗證通過后，虛擬機就會進入准備階段，在這個階段，虛擬機會為這個類分配相應的內存空間，並設置初始值。
java虛擬機為各種類型變量默認的初始值如表：
| 類型 | 默認初始值 |
| int | 0 |
| long | 0L |
| short | (short)0 |
| char | \u0000 |
| boolean | false |
| reference | null |
| float | 0f |
| double | 0f |
注意：java並不支持boolean類型，對於boolean類型，內部實現是Int，由於int的默認值是0，故對應的，boolean的默認值是false
如果類屬於常量字段，那么常量字段也會在准備階段被附上正確的值，這個賦值屬於java虛擬機的行為，屬於變量的初始化。事實上，在准備階段，不會有任何java代碼被執行。
3 解析類
在准備階段完成后，就進入了解析階段。
解析階段的任務就是將類、接口、字段和方法的符號引用轉為直接引用。
符號引用就是一些字面量的引用，和虛擬機的內部數據結構和內存布局無關。比較容易理解的就是在Class類文件中，通過常量池進行大量的符號引用。
具體可以使用JclassLib軟件查看Class文件的結構：：：
3）初始化
初始化時類裝載的最后一個階段。如果前面的步驟沒有出現問題，那么表示類可以順利裝載到系統中。此時，類才會開始執行java字節碼。
初始化階段的重要工作是執行類的初始化方法<clinit>。方法<clinit>是由編譯器自動生成的，它是由類靜態成員的賦值語句以及static語句塊合並產生的。
例如：
public class SimpleStatic{
public static int id = 1;
public static int number;
static{
number = 4;
}
}
java編譯器為這段代碼生成如下的<clinit>:
0 iconst_1
1 putstatic #2 <Demo.id>
4 iconst_4
5 putstatic #3 <Demo.number>
8 return
可以看出，生成的<clinit>函數中，整合了SimpleStatic類中的static賦值語句以及static語句塊，先后對id和number兩個成員變量進行賦值
由於在加載一個類之前，虛擬機總是會試圖加載該類的父類，因此父類的<clinit>總是在子類<clinit>之前被調用。也就是說，子類的static塊優先級高於父類。
public class ChildStatic extends Demo{
static{
number = 2;
}
public static void main(String[] args){
System.out.println(number);
}
}
運行可知：
2
說明父類的<clinit>總是在子類<clinit>之前被調用。
注意：java編譯器並不是為所有的類都產生<clinit>初始化函數，如果一個類既沒有賦值語句，也沒有static語句塊，那么生成的<clinit>函數就應該為空，因此，編譯器就不會為該類插入<clinit>函數
例如：
public class StaticFinalClass{
public static final int i=1;
public static final int j=2;
}
由於StaticFinalClass只有final常量，而final常量在准備階段初始化，而不在初始化階段處理，因此對於StaticFinalClass類來說，<clinit>就無事可做，因此，在產生的class文件中沒有該函數存在。