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类加载器子系统作用

类加载器子系统负责从文件系统或者网络中加载class文件，class文件在文件开头有特定的文件标识（CA FE BA BE）。

ClassLoader只负责class文件的加载，至于它是否可以运行，则有Execution Engine决定。

加载的类信息存放在一块称为方法区的内存空间。除了类的信息外，方法区中还会存放运行时常量池信息，可能还包括字符串字面量和数字常量。

类加载器ClassLoader角色

class file（字节码文件）存在本地硬盘上，执行的时候需要加载（二进制流的加载形式）到JVM中，根据文件实例化出一个个实例。

class file 加载到JVM被称为DNA元数据模板（图片上的Car Class），放在方法区。

在class文件 到 JVM 到 最终成为元数据模板。这个过程需要一个运输工具（ClassLoader），扮演一个快递员的角色。

类的加载过程

流程图

加载（Loading）

上图的加载过程：

1. 通过一个类的全限定名称获取定义此类的二进制流。
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访问入口。

第一步中的二进制流，即获取的class文件。class文件加载方式有如下：

1. 本地系统直接加载。
2. 通过网络获取，典型场景：Web Applet。
3. zip包读取，成为日后jar、war格式的基础。
4. 运行时计算生成，比如动态代理技术。
5. 有其他文件生成，比如JSP应用。
6. 专门数据库提取class文件，比较少见。
7. 加密文件中获取，典型的防class文件被反编译的保护措施。

链接

验证：目的在于确保class文件的字节流中包含信息符合当前虚拟机要求，保证加载类的正确性，不会危害虚拟机自身安全。主要包括4种验证：文件格式验证、元数据验证、字节码验证、符号引用验证。

准备：为类变量分配内存并且设置该类变量的默认初始值，即零值（后续的实际值在初始化阶段完成）。这里不包含用final修饰的static，因为final在编译的时候就会分配，准备阶段会显示初始化。这里不会为实例变量分配初始化，类变量会分配在方法区中，而实例变量会随着对象一起分配到java堆中。

解析：将常量池内的符号引用转换为直接引用的过程。事实上，解析操作往往会伴随着JVM在执行完初始化之后在执行。符号引用就是一组符号来描述所引用的目标，直接引用就是直接指向目标的指针、相对偏移量或一个间接定位到目标的句柄。解析动作主要针对类或接口、字段、类方法、接口方法、方法类型等。

初始化

初始化阶段就是执行类构造器方法<clinit>()过程。

方法<clinit>()不需要定义，是javac编译器自动收集类中所有类变量（也叫静态变量）的赋值动作和静态代码块中的语句合并而来。

构造器方法中指令按语句在源文件中出现的顺序执行。

方法<clinit>()不同于类的构造器。（关联：构造器是虚拟机视角下的<init>()）。

若该类具有父类，jvm会保证子类的方法<clinit>()执行前，父类的方法<clinit>()已经执行完毕。

虚拟机必须保证一个类的方法<clinit>()在多线程下同步加锁。

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