1public class ClassLoadTest {
 2    private static ClassLoadTest test = new ClassLoadTest();
 3
 4    static int x;
 5    static int y = 0;
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 7    public ClassLoadTest() {
 8        x++;
 9        y++;
10    }
11
12    public static void main(String[] args) {
13        System.out.println(test.x);
14        System.out.println(test.y);
15    }
16}
 

這裏大家可以先猜測一下答案，可能結果會出乎你的意料~

類加載過程

先用一個圖簡單的描述一下類加載的這個過程

加載
這個過程相當於從本地或者網絡端去讀取一個字節流，然後將一些靜態儲存結構轉換成方法區中運行時期的數據，最後生成一個代表這個類的Class對象，作為方法區訪問這個類的入口。

例如：

• 咱們可以通過一個類的全限定名去加載類

• 通過jar、war包去加載類

• 通過http請求去第三方平臺上拉取指定的類來加載

• 運行時計算生成，例如Cglib動態代理等等

針對上述例子，這裏是加載一個?ClassLoadTest.class?對象。

驗證

要理解這個環節並不是很難，一個東西要放到JVM上去運行，咱們肯定得對其進行一些過濾，不能啥都往上丟，這裏的驗證簡單的舉幾個例子:

• 文件格式的驗證：?
  ①是否以魔數0xCAFEBABE開頭；?
  ②主次版本號是否在當前虛擬機處理範圍內；?
  ③常量池中的常量是否有不被支持的常量類型等等。

• 元數據的驗證：?
  ①這個類是否有父類；?
  ②這個類的父類是否繼承了不被允許繼承的類(final修飾的類)；?
  ③這個類不是抽象類，是否實現了所有接口中要實現的方法等等。

• 字節碼的驗證：
  ①保證跳轉指令不會跳轉到方法體以外的字節碼指令上；?
  ②保證方法體中的類型轉換是有效的等等。

• 符號引用的驗證：?
  ①能否通過類的全限定名去找到對應的類；?
  ②符號引用中的類、字段、方法是否可以被當前類訪問等等。

準備過程

這個過程相當於給類變量分配內存並設置變量初始值的階段，這些變量所使用的內存都將在方法區中進行分配。

針對上述例子：

1test = null;
2x = 0;
3y = 0;

註意：這裏有個特殊情況，如果該字段被?final?修飾，那麽在準備階段改字段就會被設置成咱們自定義的值。?public static final int?value?= 11?,在準備階段就會直接賦值11，並不是該變量的初始值。

解析過程

將符號引用轉換成直接引用的過程。這裏有兩個名詞?符號引用?和?直接引用?。

• 符號引用：符號引用與虛擬機的布局無關，甚至引用的目標不一定加載到了內存中。符號可以是任何形式的字面量，只要使用時能夠準確的定位到目標即可。

• 直接引用：直接引用可以直接指向目標的指針、相對偏移量或是一個能間接定位到目標的句柄。直接引用與虛擬機布局有關，如果有了直接引用，那麽引用的目標必定已經在內存中存在。

而解析過程又會針對類、字段、方法進行解析，解析失敗則會拋出相應的異常。例如在解析時發現沒有訪問權限會拋出?java.lang.IllegalAccessException?異常，查詢不到引用字段會拋出?java.lang.NoSuchFieldException?異常，查詢不到方法會拋出?java.lang.NoSuchMethodException?異常等等。

初始化

在準備階段，變量已經賦值過系統要求的默認值，在初始化階段，則會根據程序制定的主觀計劃去初始化類變量和其他資源。這句話聽起來有些繞口，根據上述例子，實際上就是：

1test = new ClassLoadTest();// x = 1;y =1
2y = 0;

這個過程，由於?x?咱們自己並沒有去設定一個值，所以初始化階段它不會發生任何改變,但是?y?咱們有設定一個值0，所以最後造成最終結果為?x = 1;y = 0?。

ps：在同一個類加載器下，一個類只會初始化一次。多個線程同時初始化一個類，只有一個線程能正常初始化，其他線程都會進行阻塞等待，直到活動線程執行初始化方法完畢。

總結

對於上面這個面試題，咱們用流程圖簡單的描述一下：

由一道面試題理解類加載機制