前言
小編最近涉獵比較廣泛，有點貪多嚼不爛的感覺，但是每天有學不完的知識（有的是溫故而知新），很充實也很滿足，重拾技術的熱情。今天為大家帶來JVM的類加載機制，首先，是否和小編曾經一樣，不知道學習JVM有和作用，好像除了面試的時候通通背一遍做幾題關于JVM類加載的面試題，之後進入公司後都是寫一些業務代碼。這是大家深有感觸的。那小編為什麼要學習JVM，這邊羅列了兩點；第一：為了搞清楚Java代碼運作的本質。第二：真正遇到JVM相關問題時能夠解決，并有相應的能力進行調優。
JVM有幾大子產品組成：
- 類加載的子系統
- 記憶體模型
- 執行引擎
- 垃圾收集器（GC）
- JIT(熱點代碼緩存)
這篇部落格跟其他大部分部落格可能不太一樣，希望大家有耐心可以看完。接下來咱們講一下最開始的，就是類的加載機制，進入正題。
klass模型
何為klass模型，在說明這個問題之前，大家有沒有想過我們編寫的java類在JVM中是以何種形式存在的，其實他就是以klass模型存在的，klass模型即java類在jvm中存在的形式。下圖為klass模型類的繼承結構：
這邊小編說明一下
從繼承關系上也能看出來，類的元資訊是存儲在原空間的
普通的Java類在JVM中對應的是instanceKlass類的執行個體，再來說下它的三個字類
Java中的數組不是靜态資料類型，是動态資料類型，即是運作期生成的，Java數組的元資訊用ArrayKlass的子類來表示：
- InstanceMirrorKlass：用于表示java.lang.Class，Java代碼中擷取到的Class對象，實際上就是這個C++類的執行個體，存儲在堆區，學名鏡像類
- InstanceRefKlass：用于表示java/lang/ref/Reference類的子類
- InstanceClassLoaderKlass：用于周遊某個加載器加載的類
- TypeArrayKlass：用于表示基本類型的數組
- ObjArrayKlass：用于表示引用類型的數組
小編這邊把klazz的了解也分享一下：klazz分為兩類
第一種：數組類
instanceKlass：java普通類在jvm中對應的c++類 在方法區中（類的元資訊：如通路權限，類的屬性，類的方法）
InstanceMirrorKlass：對應的class對象 在堆中
第二種：非數組類
TypeArrayKlass(基本類型數組)：boolean,byte,char,int,short,long,float,double
ObjArrayKlass:引用類型
使用HSDB來檢視java類對應的klass類（非數組）
HSDB的簡單使用：HSDB（Hotspot Debugger），JDK自帶的工具，用于檢視JVM運作時的狀态。
HSDB位于安裝目錄下與bin同一檔案夾的lib裡面，小編這裡是這樣的前面路徑是各位的安裝目錄\Java\jdk1.8.0_212\lib裡面，接下來啟動HSDB：
java -cp .\sa-jdi.jar sun.jvm.hotspot.HSDB
啟動後的頁面如下圖
深入了解JVM之深入Hotspot了解類加載機制前言klass模型類加載過程關于類初始化先後問題總結
這邊jdk安裝方式不同，可能啟動連接配接出現這個報錯。（至少小編是這樣的，如果沒有請自行跳過）
解決方法：去jdk裡面找了一下有沒有這個dll檔案，還真有，我就給copy到外部jre裡面對應的目錄裡面了，接着啟動HSDB就沒有問題啦。
簡單示例代碼：
public class LearnJVM {
private int a =2;
private static int b =2;
private final int c =2;
private static final int d =1;
public static void main(String[] args) {
LearnJVM learnJVM = new LearnJVM();
int[] intArr = new int[1];
LearnJVM[] learnJVMS = new LearnJVM[1];
Class<LearnJVM> learnJVMClass = LearnJVM.class;
while (true);
}
}
啟動後檢視程序
可以看到剛才運作的代碼的PID是5428，我們在HSDB裡面去關聯程序：
File > Attach to Hotspot process
進入之後記憶體指針位址：
Tools > Class Browser
LearnJVM 對象的位址是0x00000007c0060828，然後我們去看這個對象的詳細資訊：
Tools > Inspector
上面是其中一個方法。
還有一個方法是根據類初始化後尋找
然後再使用記憶體指針位址：
Tools >Inspector
使用HSDB來檢視java類對應的klass類（數組）
數組查詢的方式，和非數組的第二種方式類似，如圖所示
首先是基本數組類型的類型對應：
引用數組類型的對應類型
其實還有一個是main方法裡面的string數組的參數也在裡面。
你看小編沒騙大家吧，通過工具類證明了。當然大家如果懂c++，看源碼會更加清晰。
Hotspot源碼的話，大家可以自己搭建openjdk8單步調試環境（加油！）
類加載過程
類的生命周期由七個階段組成，分别是加載，驗證，準備，解析，初始化，使用，解除安裝。
類的加載說的是前5個階段，一般我們都會說加載，連接配接，初始化，因為連接配接包括了驗證準備解析三個階段。
加載
1、通過類的全限定名擷取存儲該類的class檔案
2、解析成運作時資料，即instanceKlass執行個體，存放在方法區
3、在堆區生成該類的Class對象，即instanceMirrorKlass執行個體
從哪擷取class檔案，由下面這些地方等可以擷取
1、從壓縮包中讀取，如jar、war
2、從網絡中擷取，如Web Applet
3、動态生成，如動态代理、CGLIB
4、由其他檔案生成，如JSP
5、從資料庫讀取
6、從加密檔案中讀取
驗證
1、檔案格式驗證
2、中繼資料驗證
3、位元組碼驗證
4、符号引用驗證
準備
為靜态變量配置設定記憶體、賦初值。
執行個體變量是在建立對象的時候完成指派的，沒有賦初值一說。
如果被final修飾，在編譯的時候會給屬性添加ConstantValue屬性，準備階段直接完成指派，即沒有賦初值這一步
問題：準備階段為什麼要賦初值？
明明可以初始化的時候可以指派，準備階段賦初值的意義在哪裡，其實是這樣的，靜态變量假如在準備階段沒有賦初值的話，在InstanceMirrorKlass中他的靜态變量就沒寫進去，在初始化階段，這個靜态變量就沒有了，會導緻後續報錯。
解析
将常量池中的符号引用轉為直接引用
解析後的資訊存儲在ConstantPoolCache類執行個體中
1、類或接口的解析
2、字段解析
3、方法解析
4、接口方法解析
常量池分為，靜态常量池，運作時常量池和字元串常量池，這邊解析說的常量池為靜态常量池，符号引用為靜态常量池的索引。轉換為直接引用，就是改寫成記憶體位址資訊。
下圖為解析完成後的直接引用檢視：
初始化
執行靜态代碼塊，完成靜态變量的指派 指令clinit；
- 1、如果沒有靜态屬性、靜态代碼段，生成的位元組碼檔案中就沒有clinit方法塊
- 2、final修飾，不會在clinit方法塊中展現
- 3、一個位元組碼檔案隻有一個clinit方法塊
- 4、clinit方法塊中生成的代碼順序與Java代碼的順序是一緻的。這個會影響程式最終結果。
初始化主要是在主動使用時，主動使用主要有以下幾種方式：
1、new、getstatic、putstatic、invokestatic
2、反射
3、初始化一個類的子類會去加載其父類
4、啟動類（main函數所在類）
5、當使用jdk1.7動态語言支援時，如果一個java.lang.invoke.MethodHandle執行個體最後的解析結果REF_getstatic,REF_putstatic,REF_invokeStatic的方法句柄，并且這個方法句柄所對應的類沒有進行初始化，則需要先出觸發其初始化
關于類初始化先後問題
普通類：
靜态變量
靜态代碼塊
普通變量
普通代碼塊
構造函數
繼承的子類：
父類靜态變量
父類靜态代碼塊
子類靜态變量
子類靜态代碼塊
父類普通變量
父類普通代碼塊
父類構造函數
子類普通變量
子類普通代碼塊
子類構造函數
抽象的實作子類: 接口 - 抽線類 - 實作類
接口靜态變量
抽象類靜态變量
抽象類靜态代碼塊
實作類靜态變量
實習類靜态代碼塊
抽象類普通變量
抽象類普通代碼塊
抽象類構造函數
實作類普通變量
實作類普通代碼塊
實作類構造函數
接口注意：
聲明的變量都是靜态變量并且是final的，是以子類無法修改，并且是固定值不會因為執行個體而變化
接口中能有靜态方法，不能有普通方法，普通方法需要用defalut添加預設實作
接口中的變量必須執行個體化
接口中沒有靜态代碼塊、普通變量、普通代碼塊、構造函數
總結
今天關于類加載就先到這兒了，小編這兒有一些題目，感興趣的夥伴可以聯系我，将代碼給大家，看大家能做對幾個（說不準是猜對的啊，小編這兒有個奇怪的死鎖問題，關鍵是檢測工具檢測不到，認為不算死鎖【感覺逆天了】）。咱們再接再厲加油！