Java 类加载机制详解
在 Java 中，类的加载机制是一个核心概念，它涉及到 Java 程序如何从类文件（.class）中加载类，并在内存中创建相应的数据结构。这个过程分为加载、验证、准备、解析和初始化五个阶段。下面将详细介绍这五个阶段。
加载阶段
加载阶段是类加载过程的起点，它由类加载器（ClassLoader）负责。类加载器会根据类的全限定名（Fully Qualified Name）在文件系统、网络或其他来源中查找并读取类的二进制字节码，然后在内存中生成对应的 Class 对象。这个阶段的主要任务是找到类的二进制字节码，并把它加载到内存中。
验证阶段
验证阶段是确保加载的类符合 Java 虚拟机（JVM）规范的阶段。它包括文件格式验证、元数据验证、字节码验证和符号引用验证。这个阶段的主要目的是确保类的正确性和安全性。
准备阶段
准备阶段是正式为类变量分配内存并设置默认值的阶段。在这个阶段，JVM 会为类变量分配内存，并设置它们的默认值（如 int 类型的默认值为 0，布尔类型的默认值为 false 等）。需要注意的是，这个阶段不会执行任何初始化代码。
解析阶段
解析阶段是将类文件中的符号引用转换为直接引用的过程。符号引用是一种相对的引用方式，它以字符串的形式表示目标。而直接引用则是具体的内存地址。解析阶段的主要目的是将符号引用转换为直接引用，以便在运行时能够快速定位目标。
初始化阶段
初始化阶段是执行类构造器（）方法的阶段。这个方法是由编译器自动生成的，它包含了所有类变量的初始化语句和静态代码块中的代码。初始化阶段的主要目的是为类变量设置初始值，并执行静态代码块中的代码。
需要注意的是，加载、验证、准备和初始化这四个阶段的顺序是确定的，而解析阶段则不一定。在某些情况下，解析阶段可以在初始化阶段之后开始，这是为了支持 Java 语言的运行时绑定（也称为动态绑定或晚期绑定）。
另外，这五个阶段并不是严格按照顺序进行的，而是互相交叉地混合进行的。通常在一个阶段执行的过程中，会调用或激活另一个阶段。例如，在加载阶段中，可能会调用验证阶段的代码来检查类的正确性。
类的加载机制与内存结构
当 Class 文件通过类加载器加载后，JVM 会在栈区生成对应的数据结构，并在堆区生成 Class 对象。然后，根据 Class 对象创建实例对象。由于类加载中得到了 Class 对象，反射机制就是根据 Class 对象实现控制类的能力。
Jdk1.8 新特性
Jdk1.8 引入了一些新特性和改进，包括新增的类和方法、接口中新增的属性、Lambda 表达式和方法引用等。这些新特性使得 Java 语言更加简洁、高效和易于使用。
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新增的类和方法：Jdk1.8 新增了 time 类（LocalDate、LocalTime、LocalDateTime）和 Random 类等，并提供了 now()、format()、parse() 等常用方法。
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接口中新增的属性：Jdk1.8 允许在接口中定义默认方法和静态方法，这使得接口不仅可以定义抽象方法，还可以提供一些默认实现。
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Lambda 表达式：Lambda 表达式允许把函数作为一个方法的参数，使得代码更加简洁紧凑。
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方法引用：方法引用允许直接引用已有 Java 类或对象的方法或构造方法，通过方法的名字来指向一个方法。这使得语言的构造更加紧凑简洁，减少冗余代码。
总之，Java 类加载机制是一个复杂而重要的过程，它涉及到类的加载、验证、准备、解析和初始化等多个阶段。理解这些阶段的工作原理和内存结构，对于编写高效、安全的 Java 程序至关重要。同时，Jdk1.8 引入的新特性和改进也使得 Java 语言更加易于使用和开发。