1.jvm和類的關係

    當呼叫java命令執行一個java程式時，必會啟動一個jvm，該java程式的所有執行緒、變數都處於jvm中，都使用該jvm

的記憶體區。

    jvm的終止情況：

1. 程式自然執行結束；
2. 程式執行過程中，遇到System.exit();Runtime.getRuntime.exit();
3. 程式執行過程中，遇到未捕獲的異常或錯誤時；
4. 程式所在的平臺強制結束了jvm程序。

2.類的載入過程

• 類的生命週期   

類從被載入到虛擬機器記憶體開始，到卸載出記憶體為止，它的生命週期如下所示，可劃分為七個階段：

載入、驗證、準備、初始化和解除安裝這五個階段順序時固定的，類的載入過程必須按照這種順序開始。但是解析階段不一定，它在某種情況下，可以在初始化之後再開始，這是為了在執行時動態繫結某些特性（例如：介面只有在呼叫的時候才知道具體實現的是哪個子類）。這些階段通常都是互相交叉混合式進行的，一個階段執行的過程中往往會啟用另外一個階段。

• 載入階段
  

    載入階段是“類載入機制”中的一個階段，亦稱“裝載”，主要完成：

1. 通過“類全名”來獲取定義此類的二進位制位元組流；
2. 將位元組流所代表的靜態儲存結構轉換為方法區的執行時資料結構；
3. 在java堆中生成一個代表這個類的java.lang.Class物件，作為方法區這些資料的訪問入口。

    載入階段完成後，虛擬機器外部的二進位制位元組流就按照虛擬機器所需要的格式儲存在方法區中，方法區中的資料儲存格式由虛擬機器自行定義，虛擬機器並未規定此區域的具體資料結構。然後在java堆中例項化一個java.lang.Class類的物件，這個物件作為程式訪問方法區中這些資料結構的外部介面。

• 驗證階段
  

    驗證是連結階段的第一步，這一步主要的目的是確保class檔案的位元組流中包含的資訊符合當前虛擬機器的要求，並且不會危害到虛擬機器的自身安全。

    包括四個驗證過程：

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，並且能被當前版本的虛擬機器處理。主要目的是保證輸入的位元組流能正確地解析並存儲於方法區之內，格式上符合描述一個Java型別資訊的要求。這階段的驗證是基於二進位制位元組流進行的，只有通過這個階段的驗證後，位元組流才會進入記憶體的方法區中進行儲存，所以後面的3個驗證階段全部是基於方法區的儲存結構進行的，不會再直接操作位元組流。
2. 元資料驗證：對位元組碼描述的資訊進行語義分析，以保證其描述的資訊符合Java語言規範的要求，主要目的是對類的元資料資訊進行語義校檢，保證不存在不符合Java語言規範的元資料資訊。
3. 位元組碼驗證：主要目的是通過資料流和控制流分析，確定程式語義是合法的、符合邏輯的。在第二階段對元資料資訊中的資料型別做完校驗後，這個階段將對類的方法體進行校驗分析，保證被校驗類的方法在執行時不會做出危害虛擬機器安全的事件。
4. 符號引用驗證：發生在虛擬機器將符號引用轉化為直接引用的時候，這個轉化動作將在來連結的第三個階段--解析階段中發生。符號引用驗證可以看做是對類自身以外（常量池中的各種符號引用）的資訊進行匹配性校驗，通常需要校驗下列內容：符號引用中通過字串描述的全限定名是否能找到對應的類；在指定類中是否存在符合方法的欄位描述符以及簡單名稱所描述的方法和欄位；符號引用中的類、欄位、方法的訪問性(private、protected、public、default)是否可以被當前類訪問。                                                                                 
   

• 準備階段
  

    準備階段是正式為類變數分配記憶體並設定類變數初始值的階段，這些變數所使用的記憶體都將在方法區進行分配。注意：這時候進行記憶體分配的僅包括類變數(被static修飾的變數)，而不包括例項變數，例項變數將會在物件例項化時隨著物件一起分配在Java堆中。其次，這裡所說的“通常情況”下是資料型別的零值，假設一個類變數的定義為：

    public static int value = 123;

變數value在準備階段過後的初始值為0而不是123，因為把value賦值為123的putstatic指令是程式被編譯後，存放在類構造器<client>()方法之中，所以賦值動作將會在初始化階段才會執行，下表列出了Java中所有基本資料的零值。

特殊情況：如果類欄位的屬性表中存在ConstantValue屬性，那在準備階段變數value就會被初始化為ConstantValue屬性所指定的值，假設上面類變數value的定義變為：

    public static final int value = 123;

編譯時javac將會為value生成ConstantValue屬性，在準備階段虛擬機器就會根據ConstantValue的設定將value賦值為123。

• 解析階段
  

    解析階段是虛擬機器將常量池中的符號引用替換為直接引用的過程，解析動作主要針對類或介面、欄位、類方法、介面方法、方法型別、方法控制代碼和呼叫點限定7類符號引用進行。

• 符號引用：以一組符號來描述所引用的目標，符號可以是任何形式的字面量，只要使用時能無歧義地定位到目標即可。符號引用與虛擬機器實現的記憶體佈局無關，引用的目標並不一定已經載入到記憶體中。各種虛擬機器實現的記憶體佈局可以各不相同，但是它們接收的符號引用必須都是一致的，因為符號引用的字面量形式明確定義在Java虛擬機器規範的Class檔案格式中。
• 直接引用：直接引用可以是直接指向目標的指標、相對偏移量或是一個能間接定位到目標的控制代碼。直接引用是和虛擬機器實現的記憶體佈局相關的，同一個符號引用在不同虛擬機器例項上翻譯出來的直接引用一般不會相同。如果有了直接引用，那引用的目標必然已經在記憶體中存在。

• 初始化階段
  

    初始化階段是類載入過程的最後一步，前面的類載入過程，除了在載入階段使用者應用程式可以通過自定義類載入器參與之外，其餘動作完全由虛擬機器主導和控制。到了初始化階段，才真正開始執行類中定義的Java程式程式碼（或者說是位元組碼）。

    在準備階段，變數已經賦過一次系統要求的初始值，而在初始化階段，則根據程式設計師通過制定的主觀計劃去初始化類變數和其他資源，初始化階段是執行類構造器<client>()方法的過程，必須進行初始化的5中情況：

1. 遇到new、getstatic、putstatic或invokestatic這4條位元組碼指令時，如果類沒有進行過初始化，則需要先觸發其初始化。生成這4條指令最常見的Java程式碼場景：使用new關鍵字例項化物件的時候、讀取或設定一個類的靜態欄位(被final修飾、已在編譯期把結果放入常量池的欄位除外)的時候，以及呼叫一個類的靜態方法的時候。
2. 使用java.lang.reflect包的方法對類進行反射呼叫的時候，如果類沒有進行過初始化，則需要先觸發其初始化。
3. 當初始化一個類的時候，如果發現其父類還沒有進行過初始化，則需要先觸發其父類的初始化。
4. 當虛擬機器啟動時，使用者需要指定一個要執行的主類(包含main()方法的那個類)，虛擬機器會先初始化這個類。
5. 當使用JDK1.7的動態語言支援時，如果一個java.lang.invoke.MethodHandle例項最後的解析結果RET_getStatic、REF_putStatic、REF_invokeStatic的方法控制代碼，並且這個方法所對應的類沒有進行過初始化，則需要先觸發其初始化。