一个类型从被加载到虚拟机内存中开始，到卸载出内存为止，它的整个生命周期将会经历加载 （Loading）、验证（Verification）、准备（Preparation）、解析（Resolution）、初始化 （Initialization）、使用（Using）和卸载（Unloading）七个阶段，其中验证、准备、解析三个部分统称为连接（linking）。
加载、验证、准备、初始化和卸载这五个阶段的顺序是确定的，类型的加载过程必须按照这种顺序按部就班地开始，而解析阶段则不一定：它在某些情况下可以在初始化阶段之后再开始
加载
通过一个类的全限定名来获取定义此类的二进制字节流。（初次获取Class文件字节流）
验证 文件格式验证
验证字节流是否符合Class文件格式的规范，并且能被当前版本的虚拟机处理
是否以魔数0xCAFEBABE开头主、次版本号是否在当前Java虚拟机接受范围之内常量池的常量中是否有不被支持的常量类型（检查常量tag标志）。指向常量的各种索引值中是否有指向不存在的常量或不符合类型的常量。CONSTANT_Utf8_info型的常量中是否有不符合UTF-8编码的数据。 ·Class文件中各个部分及文件本身是否有被删除的或附加的其他信息
加载
将这个字节流所代表的静态存储（class文件本身）结构转化为方法区的运行时数据结构。（Java虚拟机外部的 二进制字节流就按照虚拟机所设定的格式存储在方法区之中）
加载
在内存（Java堆）中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为方法区这个类的各种数据的访问入口
验证 元数据验证
对字节码描述的信息进行语义分析，以保证其描述的信息符合《Java语言规范》的要求
这个类是否有父类（除了java.lang.Object之外，所有的类都应当有父类）这个类的父类是否继承了不允许被继承的类（被final修饰的类）如果这个类不是抽象类，是否实现了其父类或接口之中要求实现的所有方法。类中的字段、方法是否与父类产生矛盾（例如覆盖了父类的final字段，或 者出现不符合规则的方法重载，例如方法参数都一致，但返回值类型却不 同等）
验证 字节码验证
通过数据流分析和控制流分析，确定程序语义是合法的、符合逻辑的。这阶段就要 对类的方法体（Class文件中的Code属性）进行校验分析，保证被校验类的方法在运行时不会做出危害 虚拟机安全的行为
保证任意时刻操作数栈的数据类型与指令代码序列都能配合工作，例如不会出现类似于“在操作 栈放置了一个int类型的数据，使用时却按long类型来加载入本地变量表中”这样的情况保证任何跳转指令都不会跳转到方法体以外的字节码指令上保证方法体中的类型转换总是有效的，例如可以把一个子类对象赋值给父类数据类型，这是安全 的，但是把父类对象赋值给子类数据类型，甚至把对象赋值给与它毫无继承关系、完全不相干的一个 数据类型，则是危险和不合法的 把尽可能多的校验辅助措施挪到Javac编译器里进行。具体做法是给方法体Code属性的属性表中新增加了一项名 为“StackMapTable”的新属性，这项属性描述了方法体所有的基本块（Basic Block，指按照控制流拆分 的代码块）开始时本地变量表和操作栈应有的状态，在字节码验证期间，Java虚拟机就不需要根据程序推导这些状态的合法性，只需要检查StackMapTable属性中的记录是否合法即可。这样就将字节码验 证的类型推导转变为类型检查，从而节省了大量校验时间
准备
正式为类中定义的变量（即静态变量，被static修饰的变量）分配内存并设置类变量初始值的阶段，进行内存分配的仅包括类变量，而不包括实例变量,实例变量将会在对象实例化时随着对象一起分配在Java堆中。其次是这里所说的初始值“通常 情况”下是数据类型的零值
解析 （？？？？？）
解析阶段是Java虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程
验证 符号引用验证
行为发生在虚拟机将符号引用转化为直接引用的时候，这个转化动作将在连接的第三阶段——解析阶段中发生符号引用验证可以看作是对类自身以外（常量池中的各种符号 引用）的各类信息进行匹配性校验，通俗来说就是，该类是否缺少或者被禁止访问它依赖的某些外部 类、方法、字段等资源
符号引用中通过字符串描述的全限定名是否能找到对应的类。在指定类中是否存在符合方法的字段描述符及简单名称所描述的方法和字段。符号引用中的类、字段、方法的可访问性（private、protected、public、 初始化 对于非数组类型的加载阶段来说（准确地说，是加载阶段中获取类的二进制字节流的动作）,加载阶段既可以使用Java虚拟机里内置的引导类加载器来完成，也可以由用户自定义的类加载器去完成，开发人员通过定义自己的类加载器去控制字节流的获取方式（重写一个类加载器的findClass()或loadClass()方法），实现根据自己的想法来赋予应用程序获取运行代码的动态性。 对于数组类而言，情况就有所不同，数组类本身不通过类加载器创建，它是由Java虚拟机直接在内存中动态构造出来的。但数组类与类加载器仍然有很密切的关系，因为数组类的元素类型最终还是要靠类加载器来完成加载，一个数组类创 建过程遵循以下规则： 如果数组的组件类型是引用类型，那就遵循 JVM类加载过程（3个JVM 类加载器）去加载这个组件类型，数组将被标识在加载该组件类型的类加载器的类名称空间上（这点很重要，一个类型必须与类加载器一起确定唯一性）。如果数组的组件类型不是引用类型（例如int[]数组的组件类型为int），Java虚拟机将会把数组标记为与引导类加载器（启动类加载器，bootstarp classloader）关联，并且数组类的可访问性将默认为public，可被所有的类和接口访问到
验证
验证是连接阶段的第一步，这一阶段的目的是确保Class文件的字节流中包含的信息符合《Java虚 拟机规范》的全部约束要求，保证这些信息被当作代码运行后不会危害虚拟机自身的安全 验证阶段是非常重要的，这个阶段是否严谨，直接决定了Java虚拟机是否能承受恶意代码的攻击， 从代码量和耗费的执行性能的角度上讲，验证阶段的工作量在虚拟机的类加载过程中占了相当大的比重。 public static int value = 123; 如果类字段的字段属性表中存在ConstantValue属性，那在准备阶段变量值就会被初始化为ConstantValue属性所指定的初始值 解析阶段是Java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（Symbolic References）：符号引用以一组符号来描述所引用的目标，符号可以是任何形式的字面量，只要使用时能无歧义地定位到目标即可直接引用（Direct References）：直接引用是可以直接指向目标的指针、相对偏移量或者是一个能间接定位到目标的句柄。
《Java虚拟机规范》之中并未规定解析阶段发生的具体时间，虚拟机实现可以根据需要来自行判断，到底是在类被加载器加载时就对常量池中的符号引用进行解析，还是等到一个符号引用将要被使用前才去解析它。 对同一个符号引用进行多次解析请求是很常见的事情，除invokedynamic指令以外，虚拟机实现可以对第一次解析的结果进行缓存，譬如在运行时直接引用常量池中的记录，并把常量标识为已解析状态，从而避免解析动作重复进行。 解析动作主要针对类或接口、字段、类方法、接口方法、方法类型、方法句柄和调用点限定符这7类符号引 用进行，分别对应于常量池的CONSTANT_Class_info、CON-STANT_Fieldref_info、 CONSTANT_Methodref_info、CONSTANT_InterfaceMethodref_info、CONSTANT_MethodType_info、 CONSTANT_MethodHandle_info、CONSTANT_Dyna-mic_info和CONSTANT_InvokeDynamic_info 8种常量类型 初始化 阶段就是执行类构造器 对于初始化阶段严格规定了有且以下情况必须立即对类进行“初始化” 遇到new、getstatic、putstatic或invokestatic这四条字节码指令时，如果类型没有进行过初始 化，则需要先触发其初始化阶段 使用new关键字实例化对象的时候。读取或设置一个类型的静态字段（被final修饰、已在编译期把结果放入常量池的静态字段除外） 的时候。调用一个类型的静态方法的时候 使用java.lang.reflect包的方法对类型进行反射调用的时候，如果类型没有进行过初始化，则需要先触发其初始化 当初始化类的时候，如果发现其父类还没有进行过初始化，则需要先触发其父类的初始化 当虚拟机启动时，用户需要指定一个要执行的主类（包含main()方法的那个类），虚拟机会先 初始化这个主类。 当一个接口中定义了JDK 8新加入的默认方法（被default关键字修饰的接口方法）时，如果有 这个接口的实现类发生了初始化，那该接口要在其之前被初始化 注意点： 对于 静态字段，只有直接定义这个字段的类才会被初始化， 因此通过其子类来引用父类中定义的静态字段，只会触发父类的初始化而不会触发子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。
HotSpot 对象的创建流程
当Java虚拟机遇到一条字节码new指令时，首先将去检查这个指令的参数是否能在常量池中定位到一个类的符号引用，并且检查这个符号引用代表的类是否已被加载、解析和初始化过。如果没有，那必须先执行相应的类加载过程在类加载检查通过后，接下来虚拟机将为新生对象分配内存，为对象分配空间的任务实际上便等同于把一块确定大小的内存块从Java堆中划分出来
如果Java堆中内存是绝对规整的，所有被使用过的内存都被放在一边，空闲的内存被放在另一边，中间放着一个指针作为分界点的指示器，那所分配内存就仅仅是把那 个指针向空闲空间方向挪动一段与对象大小相等的距离，这种分配方式称为“指针碰撞”（Bump The Pointer）。如果Java堆中的内存并不是规整的，已被使用的内存和空闲的内存相互交错在一起，那就没有办法简单地进行指针碰撞了，虚拟机就必须维护一个列表，记录上哪些内存块是可用的，在分配的时候从列表中找到一块足够大的空间划分给对象实例，并更新列表上的记录，这种分配方式称 为“空闲列表”（Free List）。选择哪种分配方式由Java堆是否规整决定，而Java堆是否规整又由所采用的垃圾收集器是否带有空间压缩整理（Compact）的能力决定。因此，当使用Serial、ParNew等带压缩整理过程的收集器时，系统采用的分配算法是指针碰撞，既简单又高效；而当使用CMS这种基于清除 （Sweep）算法的收集器时，理论上就只能采用较为复杂的空闲列表来分配内存 除如何划分可用空间之外，还有另外一个需要考虑的问题：对象创建在虚拟机中是非常频繁的行为，即使仅仅修改一个指针所指向的位置，在并发情况下也并不是线程安全的，可能出现正在给对象 A分配内存，指针还没来得及修改，对象B又同时使用了原来的指针来分配内存的情况。解决这个问题 有两种可选方案：
一种是对分配内存空间的动作进行同步处理——实际上虚拟机是采用CAS配上失败重试的方式保证更新操作的原子性；另外一种是把内存分配的动作按照线程划分在不同的空间之中进 行，即每个线程在Java堆中预先分配一小块内存，称为本地线程分配缓冲（Thread Local Allocation Buffer，TLAB），哪个线程要分配内存，就在哪个线程的本地缓冲区中分配，只有本地缓冲区用完 了，分配新的缓存区时才需要同步锁定。虚拟机是否使用TLAB，可以通过-XX：+/-UseTLAB参数来 设定。 内存分配完成之后，虚拟机必须将分配到的内存空间（但不包括对象头）都初始化为零值，如果使用了TLAB的话，这一项工作也可以提前至TLAB分配时顺便进行。这步操作保证了对象的实例字段在Java代码中可以不赋初始值就直接使用，使程序能访问到这些字段的数据类型所对应的零值。接下来需要设置对象头（下文讲解）在上面工作都完成之后，从虚拟机的视角来看，一个新的对象已经产生了。但是从Java程序的视角看来，对象创建才刚刚开始——构造函数，即Class文件中的 对象在堆内存中的存储布局可以划分为三个部分：对象头（Header）、实例 数据（Instance Data）和对齐填充（Padding） HotSpot虚拟机对象的对象头部分包括两类信息。 第一类是用于存储对象自身的运行时数据，如哈希码（HashCode）、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程ID、偏向时间戳等，这部分数据的长度在32位和64位的虚拟机（未开启压缩指针）中分别为32个比特和64个比特，官方称它为“Mark Word” （这部分就是上面所说的）对象头的另外一部分是类型指针，即对象指向它的类型元数据的指针，Java虚拟机通过这个指针 来确定该对象是哪个类的实例
实例数据部分是对象真正存储的有效信息，即我们在程序代码里面所定义的各种类型的字段内容，无论是从父类继承下来的，还是在子类中定义的字段都必须记录起来。这部分的存储顺序会受到虚拟机分配策略参数（-XX：FieldsAllocationStyle参数）和字段在Java源码中定义顺序的影响。 HotSpot虚拟机默认的分配顺序为longs/doubles、ints、shorts/chars、bytes/booleans、oops（Ordinary Object Pointers，OOPs），从以上默认的分配策略中可以看到，相同宽度的字段总是被分配到一起存放，在满足这个前提条件的情况下，在父类中定义的变量会出现在子类之前。如果HotSpot虚拟机的 +XX：CompactFields参数值为true（默认就为true），那子类之中较窄的变量也允许插入父类变量的空隙之中，以节省出一点点空间 对象的第三部分是对齐填充，这并不是必然存在的，也没有特别的含义，它仅仅起着占位符的作用。由于HotSpot虚拟机的自动内存管理系统要求对象起始地址必须是8字节的整数倍，换句话说就是 任何对象的大小都必须是8字节的整数倍 markword 8 字节，因为 java 默认使用了 calssPointer 压缩，classpointer 4 字节，对象实例0字节， padding 4 字节 因此是 16 字节如果没开启 classpointer 默认压缩，markword 8 字节，classpointer 8 字节，对象实例0字节，padding 0 字节 也是 16 字节
对象的定位和访问
Java程序会通过栈上的reference数据来操作堆上的具体对象。由于reference类型在《Java虚拟机规范》里面只规定了它是一个指向对象的引用，并没有定义这个引用应该通过什么方式去定位、访问到堆中对象的具体位置，所以对象访问方式也是由虚拟机实现而定的，主流的访问方式主要有使用句柄和直接指针两种 如果使用句柄访问的话， Java堆中将可能会划分出一块内存来作为句柄池，reference中存储的就是对象的句柄地址， 而句柄中包含了对象实例数据与类型数据各自具体的地址信息 这两种对象访问方式各有优势 使用句柄来访问的最大好处就是reference中存储的是稳定句柄地址，在对象被移动（垃圾收集时移动对象是非常普遍的行为）时，只会改变句柄中的实例数据指针，而reference本身不需要被修改使用直接指针来访问最大的好处就是速度更快，它节省了一次指针定位的时间开销，由于对象访问在Java中 非常频繁，因此这类开销积少成多也是一项极为可观的执行成本，就虚拟机HotSpot而言，它主要使用第二种方式进行对象访问
什么是内存泄漏，与内存溢出有什么关系
内存泄漏：是指创建的对象已经没有用处，正常情况下应该会被垃圾收集器回收，但是由于该对象仍然被其他对象进行了无效引用，导致不能够被垃圾收集器及时清理，这种现象称之为内存泄漏。 内存泄漏会导致内存堆积，最终发生内存溢出，导致OOM。 发生内存泄漏大部分是由于程序代码导致的，排查方法一般是使用 visualVM 进行heap dump，查看占用空间比较多的 class 对象，然后检查该对象的instances 以及 reference引用，最终定位到程序代码。 如果堆内存比较大，进行head dump 产生的资源消耗不可接受，可以尝试使用轻量级的jmap生成堆转储快照分析，思路与使用可视化工具一样。 逃逸分析的基本原理是：分析对象动态作用域，当一个对象在方法里面被定义后，它可能被外部方法所引用， 例如作为调用参数传递到其他方法中，这种称为方法逃逸；甚至还有可能被外部线程访问到，譬如赋值给可以在其他线程中访问的实例变量，这种称为线程逃逸；从不逃逸、方法逃逸到线程逃逸，称为对象由低到高 的不同逃逸程度 优化有三种：栈上分配；标量替换；锁消除（或称同步消除）。 栈上分配（Stack Allocations）：在Java虚拟机中，Java堆上分配创建对象的内存空间几乎是Java程序员都知道 的常识，Java堆中的对象对于各个线程都是共享和可见的，只要持有这个对象的引用，就可以访问到堆中存储的对象数据。虚拟机的垃圾收集子系统会回收堆中不再使用的对象，但回收动作无论是标记筛选出可回收对象， 还是回收和整理内存，都需要耗费大量资源。如果确定一个对象不会逃逸出线程之外，那让这个对象在栈上分配内存将会是一个很不错的主意，对象所占用的内存空间就可以随栈帧出栈而销毁。在一般应用中，完全不会逃逸的局部对象和不会逃逸出线程的对象所占的比例是很大的，如果能使用栈上分配，那大量的对象就会随着方法的结束而自动销毁了，垃圾收集子系统的压力将会下降很多。栈上分配可以支持方法逃逸，但不能支持线程逃逸 标量替换（Scalar Replacement）：若一个数据已经无法再分解成更小的数据来表示了，Java虚拟机中的原始数据类型 （int、long等数值类型及reference类型等）都不能再进一步分解了，那么这些数据就可以被称为标量。相对的，如果一个数据可以继续分解，那它就被称为聚合量（Aggregate），Java中的对象就是典型的聚合量。如果把一个Java对象拆散，根据程序访问的情况，将其用到的成员变量恢复为原始类型来访问，这个过程就称为标量替换。假如逃逸分析能够证明一个对象不会被方法外部访问，并且这个对象可以被拆散，那么程序真正执行的时候将可能不去创建这个对象，而改为直接创建它的若干个被这个方法使用的成员变量来代替。将对象拆分后，除了可以让对象的成员变量在栈上（栈上存储的数据，很大机会被虚拟机分配至物理机器的高速寄存器中存储）分配和读写之外，还可以为后续进一步的优化手段创建条件。标量替换可以视作栈上分配的一种特例，实现更简单（不用考虑整个对象完整结构的分配）， 但对逃逸程度的要求更高，它不允许对象逃逸出方法范围内 同步消除（Synchronization Elimination）：线程同步本身是一个相对耗时的过程，如果逃逸分析能够确定一个变量不会逃逸出线程，无法被其他线程访问，那么这个变量的读写肯定就不会有竞争，对这个变量实施的同步措施也就可以 安全地消除掉。
进行准备阶段时，变量已经赋过一次系统要求的初始零值，而在初始化阶段，则会根据程序员通过程序编码制定的主观计划去初始化类变量和其他资源
变量value在准备阶段过后的初始值为0而不是123，因为这时尚未开始执行任何Java方法，而把value赋值为 123的putstatic指令是程序被编译后，存放于类构造器
public static final int value = 123;
编译时Javac将会为value生成ConstantValue属性，在准备阶段虚拟机就会根据ConstantValue的设置将value赋值为123
如果使用直接指针访问 的话，Java堆中对象的内存布局就必须考虑如何放置访问类型数据的相关信息，reference中存储的直接就是对象地址，如果只是访问对象本身的话，就不需要多一次间接访问的开销
