java虚拟机类加载机制

虚拟机类加载机制：虚拟机把描述类的数据从class文件加载到内存，并对数据进行校验，转换解析和初始化，最终形成可以被虚拟机直接使用的java类型，java语言中，类型的加载和连接过程是在程序运行期间完成的。

类的生命周期：

加载 loading

验证 verification

准备 preparation

解析 resolution

初始化 initialization

使用 using

卸载 unloading

有且只有以下四种情况必须立即堆类进行“初始化”（称为对一个类进行主动引用）

1.遇到new，getstatic，putstatic，invokestatic这四条字节码指令时(使用new实例化对象的时候、读取或设置一个类的静态字段、调用一个类的静态方法)。

2.使用java.lang.reflet包的方法堆类进行反射调用的时候

3.当初始化一个类的时候，如果发现其父类没有进行过初始化，则需要先触发其父类的初始化

4.当虚拟机启动时，虚拟机会初始化主类（包含main方法的那个类）

被动引用：

1.通过子类引用父类的静态字段，不会导致子类初始化

2.通过数组定义类应用类：ClassA [] array=new ClassA[10]。触发了一个名为ClassA的类的初始化，它是由一个虚拟机自动生成的，直接继承于Object的类，创建动作由字节码指令new array触发。

3.常量会在编译阶段存入调用类的常量池

1.加载

1）通过一个类的全限定名来获取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java堆中生成一个代表这个类的Class对象，作为方法区这些数据的访问入口

2.验证

验证：确保Class文件的字节流中包含的信息符合当前虚拟机的要求，并且不会危害虚拟机本身的安全

虚拟机规范：如果验证到输入的字节流不符合Class文件的存储格式，就抛出一个java.lang.VerifyError异常或其子类异常。

1）文件格式验证：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，这个阶段的验证是给予字节流进行的，经过了这个阶段的验证之后，字节流才回进入内存的方法区中进行存储所以后面的验证阶段都是给予方法区的存储结构进行的。

2）元数据验证：对类的元数据信息进行语义校验，保证不存在不符合java语言规范的元数据信息。

3）字节码验证：进行数据流和控制流分析，对类的方法体进行校验分析，保证被校验的类的方法在运行时不会做出危害虚拟机安全的行为。

4）符号引用验证：发生在虚拟机将符号引用转化为直接引用的时候，对常量池中的各种符号引用的信息进行匹配的校验

3.准备

准备阶段是正式为类变量分配内存并设置类变量初始值的阶段，这些内存将在方法区中进行校验，但是如果类字段的字段属性表中存在ConstantValue属性，那在准备阶段变量值就会初始化为ConstantValue属性指定的值

4）解析

解析阶段是在虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程

符号引用：符号引用以一组符号来描述所引用的目标，符号可以是任何形式的字面量，只要使用时能无歧义的定位到目标即可，符号引用与虚拟机实现的内存布局无关，引用的目标并不一定已经在家到内存中

直接引用：直接引用可以是直接指向目标的指针，相对偏移量或者一个能间接定位到目标的句柄，如果有了直接引用，那引用的目标必定已经存在在内存当中

5.初始化

初始化阶段是执行类构造器方法的过程

1）<clinit>()方法是由编译器自动收集类中的所有变量的赋值动作和静态语句块中的语句合并产生的，编译器收集的顺序是由语句在源文件中出现的顺序决定的，静态语句块只能访问到定义在静态语句块之前的变量，定义在它之后的变量，在前面的静态语句块中可以赋值，但是不能访问

2）方法与实例构造器<init>()不同，不需要显示的调用父类构造器，虚拟机会保证在子类的<clinit>()方法执行之前，父类的<clinit>()已经执行完毕。

3）<clinit>()方法对于类或接口来说不是必须的，如果一个类中没有静态语句块也没有对变量的赋值操作，那么编译器可以不为这个类生成<clinit>()方法

4）执行接口的<clinit>()不需要执行父类的<clinit>()方法，只有当父类接口中定义的变量是被使用的，父接口才会被初始化，接口的实现类在初始化时也不会执行接口的<clinit>()方法.

5）虚拟机会保证一个类的<clinit>()方法在多线程环境中被正确的枷锁和同步，如果多个线程同时去初始化一个类，则只会有一个线程去执行这个类的<clinit>()方法，其他线程需要阻塞等待。

java虚拟机：处理器，堆栈，寄存器，指令系统

为什么使用java虚拟机？

java语言的一个重要特点就是与平台的无关性，java虚拟机是实现这一特点的关键。

java平台无关性，把目标代码编译成字节码

java虚拟机的生命周期

main()方法是程序的起点，守护线程和普通线程，权限足够可以调用exit()终止程序。

java虚拟机的体系结构

类加载子系统，执行引擎。

栈区是存放局部变量的，方法区是存放类的类型信息的，包括类的静态变量和方法

数据类型

原始数据类型和引用数据类型，引用数据类型依赖于实际的对象，但不是对象本身，原始数据不依赖于任何东西，它们就是本身表示的数据。

引用类型可能被创建为：类类型，接口类型，数组类型，它们都引用被动态创建的对象，当引用类型引用null时，说明没有任何引用对象。

原始数据类型和引用数据类型：boolean;0-false,非零整数-true

字节长度

java虚拟机中最小的数据单元是字。