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【深入理解】Java的类加载过程

news 2026/6/17 9:50:50

问题概述

类加载就是把.class文件的二进制数据读进内存，经过校验，转换、最终变成JVM能用的Class对象。

二进制流不一定非得来自.class文件，也可以是字节码工具动态生成的、或者从网络传过来的，只要格式对，JVM都认。

具体流程细节

整个类加载流程分为三大阶段：加载、连接、初始化。连接又能拆分成验证、准备、解析三步。所以细分下来是5个阶段：

1，加载
把二进制流读进内存，在方法区生成类的运行时数据结构，同时在堆里创建一个class对象作为访问入口。
2，验证
校验二进制流是否符合Class文件规范，包括魔数检查、版本号校验、元数据验证、字节码验证、符好引用验证。这一步是为了防止恶意代码搞崩JVM。
3，准备
给类变量（static修饰的变量）分配内存并设置初始零值。注意这里只是零值，比如static int a = 123在准备阶段a的值是0，不是123。但如果是static final int a = 123，编译期就确定了，准备阶段直接赋值123。
4，解析
把常量池里的符号引用替换成直接引用。符号引用就是一个字符串形式的标识，比如Java/lang/Object；直接引用是真正的内存地址或偏移量，能直接定位到目标。
5，初始化
执行类构造器<clinit>()方法，这时候才真正执行static int a = 123这种赋值操作，静态代码块就是在这个阶段跑的。

准备阶段和初始化的区别：

publicclassLoadingDemo{// 准备阶段：value = 0// 初始化阶段：value = 100privatestaticintvalue=100;// 准备阶段就直接赋值 200，因为是 final 常量privatestaticfinalintCONSTANT=200;static{System.out.println("静态代码块执行，value = "+value);}}

扩展

1，类加载的触发时机
JVM规范规定了6种情况必须立即对类进行初始化：

遇到new、getstatic、putstatic、invokestatic这4条字节码指令时。对应的Java代码就是new对象、读取或设置类的静态字段（被final修饰的常量除外）、调用静态方法
使用Java.lang.reflect包对类进行反射调用时
初始化子类时发现父类还没初始化，先把父类初始化了
JVM启动时指定的主类（包含main方法对应的那个类）
JDK7开始的动态语言支持，如果MethodHandle实例解析结果是REF_getstatic、REF_putstatic、REF_invokestatic、REF_newInvokeSpecial这四种句柄，对应的类要先初始化
接口中定义了default方法，实现类初始化前要先初始化这个接口
2，类加载器的层次结构
JVM的类加载采用双亲委派模型，有三种内置的类加载器：
1，Bootstrap ClassLoader：最顶层的加载器，C++实现的，负责加载JAVA_HOME/lib目录下的核心类库。
2，Extension ClassLoader：负责加载JAVA_HOME/lib/ext目录下的扩展类库。JDK9之后改名叫Platform ClassLoader
3，Application ClassLoader：加载classpath下的类，也就是我们自己写的代码和引入的第三方jar包

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