虚拟机把描述类的数据从class文件加载到内存，并对数据进行校验、转换解析和初始化，最终形成可以被虚拟机直接使用的java类型。

1、类加载的时机

类加载到虚拟机内存再直到卸载出内存，生命周期包括加载、验证、准备、解析、初始化、使用和卸载这7个阶段，其中加载、验证、准备、初始化这五个阶段是顺序进行的，也就是依次开始。

什么时候加载？虚拟机规范没有强制约束，虚拟机可以自由实现。

什么时候初始化？这个严格规定了有且只有5种情况必须对类进行初始化。

1）遇到new、getstatic、putstatic、invokestatic这4条字节码指令时，如果类还没有初始化就触发初始化阶段。这4条指令最常见的场景是：new关键字实例化对象、读取或设置一个类的静态字段、调用一个类的静态方法。

2）使用reflect对类进行反射调用的时候

3）初始化一个类，但其父类还没有初始化，则先触发父类的初始化

4）虚拟机启动的时候，主类（包含了main方法）的初始化

5）JDK1.7 中动态语言支持的一些情况

Tips：对于静态字段，只有直接定义这个字段的类才会被初始化，因此通过子类引用父类中定义的静态字段只会触发父类的初始化；通过数组定义来引用类，不会触发此类的初始化，因为数组在java中也是一种对象（触发了数组类的初始化？）；常量（static final修饰）在编译阶段会存入调用类的常量池中，本质上没有直接引用到定义常量的类，因此也不会触发定义常量类的初始化。

2、类加载的过程

加载阶段

加载阶段主要完成3件事情，1）通过类的全限定名来获取定义此类的二进制字节流；2）将这个字节流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Class对象，作为方法区的访问入口。

对于数组类本身不通过类加载器创建，它是由Java虚拟机直接创建的，但数组类的元素类型最终要靠类加载器去创建。

验证阶段

验证、准备、解析一起组成了连接阶段，验证是第一步，这一阶段是为了确保Class文件的字节流包含的信息符合当前虚拟机的要求，不会危害虚拟机安全。

验证阶段大致完成4个阶段的检验动作：

1）文件格式验证，验证字节流是否符合Class文件格式的规范；

2）元数据验证，对字节码描述的信息进行语义分析，如是否继承了final类，是否实现了抽象方法等；

3）字节码验证，对数据流和控制流分析，主要是对类的方法体校验，如保证方法体中类型转换是有效的等；

4）符号引用验证，如通过字符串描述的全限定名是否能找到对应的类，指定类中是否存在相应的字段和方法等，这一阶段会抛出NoSuchFieldError、NoSuchMethodError这些异常。

准备阶段

准备阶段是正式为类变量（被static修饰）分配内存并设置类变量初始值的阶段，这些变量所使用的内存将在方法区中分配，不包括实例变量，实例变量的分配在对象实例化时候进行。另外这个阶段只会初始化类变量，也就是给类变量一个默认值，具体的赋值在初始化阶段（类构造器<clinit>()方法）。

解析阶段

解析阶段是虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程。

符号引用是一组符号来描述所引用的目标，其字面量形式明确定义在Java虚拟机规范的Class文件格式中；直接引用可以是直接指向目标的指针、相对偏移量或一个能间接定位到目标的句柄。

初始化

类初始化是类加载过程的最后一步。在准备阶段为类变量分配空间，在初始化阶段对类变量初始化赋值，即初始化阶段是执行类构造器<clinit>()方法的过程。

• <clinit>()方法是由编译器自动收集类中的所有变量的赋值动作和静态语句块（static{}块）中的语句合并产生的，编译器收集的顺序是语句在源文件中出现的顺序决定的，静态语句块中只能访问到定义在静态语句块之前的变量，定义在它之后的变量在之前可以访问但不能赋值；
• <clinit>()方法与类构造函数（或者实例构造器<init>()方法）不同，它不需要显示调用父类构造器，虚拟机会保证在子类的<clinit>()方法执行之前父类的已经执行完毕；
• 由于父类的<clinit>()方法先执行，意味着父类中定义的静态语句块要优先于子类的变量赋值操作；
• <clinit>()方法对于类或者接口不是必须的，如果一个类没有静态语句块和变量的赋值操作，那编译器就可以不为这个类生成<clinit>()方法；
• 虚拟机会保证一个类的<clinit>()方法在多线程环境中被正确的加锁、同步。