一、類的生命周期
類被加載到jvm虛拟機記憶體開始，到解除安裝出記憶體為止，他的生命周期可以分為：加載->驗證->準備->解析->初始化->使用->解除安裝。
其中驗證、準備、解析統一稱為連結階段
1、加載
将類的位元組碼載入方法區中，内部采用 c++ 的 instanceklass 描述 java 類，它的重要 field 有：
_java_mirror 即 java 的類鏡像，例如對 string 來說，就是 string.class，作用是把 klass 暴露給 java 使用
_super 即父類
_fields 即成員變量
_methods 即方法
_constants 即常量池
_class_loader 即類加載器
_vtable 虛方法表
_itable 接口方法表
如果這個類還有父類沒有加載，先加載父類 加載和連結可能是交替運作的
2、連結
2.1驗證
驗證是連接配接階段的第一步，這一階段的目的是為了確定class檔案的位元組流中包含的資訊符合目前虛拟機的要求，并且不會危害虛拟機自身的安全。驗證階段大緻會完成4個階段的檢驗動作：
1）檔案格式驗證：驗證位元組流是否符合class檔案格式的規範；例如：是否以0xcafebabe開頭、主次版本号是否在目前虛拟機的處理範圍之内、常量池中的常量是否有不被支援的類型。
2）中繼資料驗證：對位元組碼描述的資訊進行語義分析（注意：對比javac編譯階段的語義分析），以保證其描述的資訊符合java語言規範的要求；例如：這個類是否有父類，除了java.lang.object之外。
3）位元組碼驗證：通過資料流和控制流分析，确定程式語義是合法的、符合邏輯的。
4）符号引用驗證：確定解析動作能正确執行。
驗證階段是非常重要的，但不是必須的，它對程式運作期沒有影響，如果所引用的類經過反複驗證，那麼可以考慮采用<code>-xverifynone</code>參數來關閉大部分的類驗證措施，以縮短虛拟機類加載的時間。
2.2準備
當完成位元組碼檔案的校驗之後，jvm 便會開始為類變量配置設定記憶體并初始化。這裡需要注意兩個關鍵點，即記憶體配置設定的對象以及初始化的類型。
記憶體配置設定的對象。java 中的變量有「類變量」和「類成員變量」兩種類型，「類變量」指的是被 static 修飾的變量，而其他所有類型的變量都屬于「類成員變量」。
在準備階段，jvm 隻會為「類變量」配置設定記憶體，而不會為「類成員變量」配置設定記憶體。「類成員變量」的記憶體配置設定需要等到初始化階段才開始。
例如下面的代碼在準備階段，隻會為 factor 屬性配置設定記憶體，而不會為 website 屬性配置設定記憶體。
初始化的類型。在準備階段，jvm 會為類變量配置設定記憶體，并為其初始化。但是這裡的初始化指的是為變量賦予 java 語言中該資料類型的零值，而不是使用者代碼裡初始化的值。
例如下面的代碼在準備階段之後，sector 的值将是 0，而不是 3。
但如果一個變量是常量（被 static final 修飾）的話，那麼在準備階段，屬性便會被賦予使用者希望的值。例如下面的代碼在準備階段之後，number 的值将是 3，而不是 0。
2.3解析
解析階段是虛拟機将常量池内的符号引用替換為直接引用的過程，解析動作主要針對類或接口、字段、類方法、接口方法、方法類型、方法句柄和調用點限定符7類符号引用進行。
符号引用：簡單的了解就是字元串，比如引用一個類，java.util.arraylist 這就是一個符号引用，字元串引用的對象不一定被加載。
直接引用：指針或者位址偏移量。引用對象一定在記憶體（已經加載）。
3、初始化
初始化，這個階段就是執行類構造器< clinit >()方法的過程，為類的靜态變量賦予正确的初始值，jvm負責對類進行初始化，主要對類變量進行初始化。
在java中對類變量進行初始值設定有兩種方式：
聲明類變量是指定初始值
使用靜态代碼塊為類變量指定初始值
jvm初始化步驟
1）假如這個類還沒有被加載和連接配接，則程式先加載并連接配接該類
2）假如該類的直接父類還沒有被初始化，則先初始化其直接父類
3）假如類中有初始化語句，則系統依次執行這些初始化語句
類初始化時機：隻有當對類的主動使用的時候才會導緻類的初始化，類的主動使用包括以下六種：
1）建立類的執行個體，也就是new的方式
2）通路某個類或接口的靜态變量，或者對該靜态變量指派
3）調用類的靜态方法
4）反射（如class.forname(“com.shengsiyuan.test”)）
5）初始化某個類的子類，則其父類也會被初始化
6）java虛拟機啟動時被标明為啟動類的類（java test），直接使用java.exe指令來運作某個主類
不會導緻類初始化的情況
1）通路類的 static final 靜态常量（基本類型和字元串）不會觸發初始化
2）類對象.class 不會觸發初始化
3）建立該類的數組不會觸發初始化
4、使用
當 jvm 完成初始化階段之後，jvm 便開始從入口方法開始執行使用者的程式代碼。
5、解除安裝
當使用者程式代碼執行完畢後，jvm 便開始銷毀建立的 class 對象，最後負責運作的 jvm 也退出記憶體。
二、類加載器
1、類加載器分類
1）啟動類加載器：bootstrap classloader，負責加載存放在jdk\jre\lib(jdk代表jdk的安裝目錄，下同)下，或被-xbootclasspath參數指定的路徑中的，并且能被虛拟機識别的類庫（如rt.jar，所有的java.開頭的類均被bootstrap classloader加載）。啟動類加載器是無法被java程式直接引用的。
2）擴充類加載器：extension classloader，該加載器由sun.misc.launcher$extclassloader實作，它負責加載jdk\jre\lib\ext目錄中，或者由java.ext.dirs系統變量指定的路徑中的所有類庫（如javax.開頭的類），開發者可以直接使用擴充類加載器。
3）應用程式類加載器：application classloader，該類加載器由sun.misc.launcher$appclassloader來實作，它負責加載使用者類路徑（classpath）所指定的類，開發者可以直接使用該類加載器，如果應用程式中沒有自定義過自己的類加載器，一般情況下這個就是程式中預設的類加載器。
應用程式都是由這三種類加載器互相配合進行加載的，如果有必要，我們還可以加入自定義的類加載器。
2、雙親委派
類加載器加載類的源碼
從圖中我們發現除啟動類加載器外，每個加載器都有父的類加載器。
雙親委派機制：如果一個類加載器在接到加載類的請求時，它首先不會自己嘗試去加載這個類，而是把這個請求任務委托給父類加載器去完成，依次遞歸，如果父類加載器可以完成類加載任務，就成功傳回；
隻有父類加載器無法完成此加載任務時，才自己去加載。
從類的繼承關系來看，extclassloader和appclassloader都是繼承urlclassloader，都是classloader的子類。而bootstrapclassloader是有c寫的，不再java的classloader子類中。
從圖中可以看到類加載器間的父子關系不是以繼承的方式實作的，而是以組合關系的方式來複用父加載器的代碼。
如果一個類加載器收到了類加載的請求，它首先會把這個請求委派給父加載器去完成，每一個層次的類加載器都是如此。
雙親委派模型的好處
java類随着加載它的類加載器一起具備了一種帶有優先級的層次關系。比如，java中的object類，它存放在rt.jar之中,無論哪一個類加載器要加載這個類，最終都是委派給處于模型最頂端的啟動類加載器進行加載，是以object在各種類加載環境中都是同一個類。如果不采用雙親委派模型，那麼由各個類加載器自己取加載的話，那麼系統中會存在多種不同的object類。
3、打破雙親委派
3.1 自定義加載器重寫loadclass()方法，具體可以參考https://www.cnblogs.com/itpower/p/13211490.html
3.2線程上下文類加載器（利用了java的spi機制）
這裡以jdbc為例來講解，我們在使用 jdbc 時，都需要加載 driver 驅動，不知道你注意到沒有，不寫class.forname("com.mysql.jdbc.driver")，也是可以讓 com.mysql.jdbc.driver 正确加載，那是怎麼做到的呢，我們看一下源碼
我們手動輸出一下drivermanager的類加載器
system.out.println(drivermanager.class.getclassloader());
列印 null，表示它的類加載器是 bootstrap classloader，會到 java_home/jre/lib 下搜尋類，但 java_home/jre/lib 下顯然沒有 mysql-connector-java-5.1.47.jar 包，
這樣問題來了，在 drivermanager 的靜态代碼塊中，怎麼能正确加載 com.mysql.jdbc.driver 呢
繼續看 loadinitialdrivers() 方法：
先看 2）發現它最後是使用 class.forname 完成類的加載和初始化，關聯的是應用程式類加載器，是以可以順利完成類加載
再看 1）它就是大名鼎鼎的 service provider interface （spi）約定如下，在 jar 包的 meta-inf/services 包下，以接口全限定名名為檔案，檔案内容是實作類名稱
這樣就可以使用serviceloader來得到實作類，展現的是【面向接口程式設計+解耦】的思想，在下面一些架構中都運用了此思想：
jdbc
servlet 初始化器
spring 容器
dubbo（對 spi 進行了擴充）
接着看 serviceloader.load 方法：
線程上下文類加載器是目前線程使用的類加載器，預設就是應用程式類加載器，它内部又是由 class.forname 調用了線程上下文類加載器完成類加載，具體代碼在 serviceloader 的内部類 lazyiterator 中：
4、自定義加載器
問問自己，什麼時候需要自定義類加載器
1）想加載非 classpath 随意路徑中的類檔案
2）都是通過接口來使用實作，希望解耦時，常用在架構設計
3）這些類希望予以隔離，不同應用的同名類都可以加載，不沖突，常見于 tomcat 容器
步驟：1） 繼承 classloader 父類
2）要遵從雙親委派機制，重寫 findclass 方法，注意不是重寫 loadclass 方法，否則不會走雙親委派機制
3）讀取類檔案的位元組碼
4）調用父類的 defineclass 方法來加載類
5）使用者調用該類加載器的 loadclass 方法