理解JVM加载，链接和初始化
Java虚拟机（JVM）在幕后执行大量工作，其运行被提交的二进制类文件。但不只是那样简单，因为它似乎就像使用java命令调用JVM，并将class文件作为命令行参数传递给它。类文件编译有许多阶段过程，但在这里我们只介绍最初的三个执行阶段，即加载，链接和初始化过程。即便如此，这也是一个大而复杂的话题。因此，这里只是简要地描述几个关键方面。
概述
加载，链接和初始化是JVM初始进程，其开始把被称为类文件的字节代码加载到JVM中执行。其他进程（如实例化，垃圾收集和完成）会出现在类生命周期的生命中间阶段。最后，卸载过程在生命周期结束时出现。 JVM提供了不同进程执行的环境。只要遵守JVM所理解的标准，什么语言编译器将源代码转换为类文件不是绝对重要的。
除Java之外，还有许多知名的JVM语言，如Clojure，Groovy，Scala，Jruby，Jython等。 程序可以用任何这些语言编写，并由特定语言编译器编译。编译的目标代码以在JVM上运行的方式创建。
虽然JVM对类文件执行指定了一些规则，但以某种低级别视角，它可以修改在底层平台上如何交互，并优化的功能。 这个构思使它成为一种开放的架构，以欢迎特定厂商的调整，并使其在某些情况下更好。
因此，除了Oracle和OpenJDK的JVM实现之外，市场上还有其他可用的实现方案，如CACAO，jikes RVM，Maxine，JamVM等。
加载，链接和初始化过程在将类文件导入JVM的开始启动阶段。虽然其比较复杂，但是如果只讨论这个话题，而无视其他的JVM进程，无法清楚理解的，由于概念相互涉及较密集。例如，如果在加载阶段出现错误，报告将等待直到链接器发挥作用。 因此，加载，链接和初始化的概念可能看起来是离散的，但是它们在许多场合都是重叠的。
类文件介绍
Java类文件的生命周期回顾：Java编译器创建一个类文件作为源代码的文件结果。尽管类文件是二进制数据，但是在没有Java虚拟机（JVM）其是执行不了的。这意味着类文件完全依赖于JVM环境来执行。 JVM提供运行时环境，并理解类文件中所表示的二进制指令。它是与执行类文件指令的基础平台进行交互的JVM。中间人JVM不仅提供了类文件的场地，而且还可作为交换服务和资源的媒介。因此，如果我们分解成功执行类文件所承担的JVM的进程，会发现它们有很多。但是，刚开始JVM在将类文件导入其域的初始阶段中有三个进程。这三个进程被称为加载，链接和初始化。
加载进程
根据Java 8虚拟机规范，它是查找具有特定名称类或接口类型的二进制表示的进程，并从该二进制表示创建类或接口。
JVM提供了两种类加载器。一个被称为引导类加载器，另一个是用户定义的类加载器。引导类加载器在JVM中被严格定义，并根据规范加载类文件。用户定义的类加载器是针对特定供应商实现开放的，可以通过java.lang.Class实例自定义加载类。 请注意（在Java API文档中），该类没有公共构造函数。
因此，Class对象由JVM自动创建，并且可以通过此类成员函数获取有关类的内部数据结构的所有信息。一旦加载了类，JVM将根据内部数据结构进行解析。如果遇到任何问题，即使在加载时间的初始阶段，也就是说，由于类不正确，它不会立即报告问题;相反，它等待直到该类被程序主动引用并报告链接器错误。如果在整个程序过程中没有出现这样的提示，错误可能会持续，但不会报告。
因此，概况地说，加载过程基本上执行这三个功能：
从类文件创建二进制数据流
根据内部数据结构解析二进制数据
创建一个java.lang.Class的实例
链接进程
根据Java 8虚拟机规范，它是采用类或接口并将其组合到JVM的运行时状态的进程，这样可以方便于执行。
链接从类的验证进程开始，确保它遵循语言的语义，并不会破坏JVM的完整性。但是，JVM规范说明了验证进程，并为特定的JVM实现者提供了灵活性，其可以决定何时进行链接活动或如何验证类型。
JVM规定的特定情况异常列表。在这方面，值得一提的是，从二进制数据解析到内部数据结构的一开始就有一些检查和验证，并且此进程的检查确保操作不会崩溃。此外，检查是为了确保二进制数据的结构与其期望的格式一致。加载器还检查的是一个java.lang.Object类的子类，但不包括Object类本身的异常。这通常需要递归加载超级类层次结构。以这种方式，许多验证发生在多个阶段，但通常认为官方验证从链接开始。
一旦验证完成后，JVM将为类变量分配内存，并根据变量的类型将其初始化为默认值。但是，在下一个初始化阶段之前，不会产生实际的初始化（用户定义的初始化值）。这个过程称为准备。最后，在可选的分解阶段，JVM定位在常量池（符号表）中引用的类，接口，域和方法，并从其符号引用中确定具体值。 Java符号引用解决方案再次开放给特定供应商执行。
它可以决定是否在使用的类或接口中解析符号引用，或者在验证过程中解析它们。简而言之，验证检查一个类的二进制陈述在结构上是正确的。并且，它确保必须加载其他类（也许），而不需要验证这些类（如果这些类是Java API库的一部分）。
因此，简而言之，链接过程涉及三个功能：
验证
准备
分解（可选）
初始化进程
根据Java 8虚拟机规范，类或接口的初始化包括执行其类或接口初始化方法。
在类或接口通过验证，准备和可选解析进程进行链接之后，初始化阶段使得该类准备好首先被主动使用。该进程从初始化带有值的类变量开始，其是程序预期的启动。 根据一个大计划，程序员有责任决定类变量的适当值。因此，初始化意味着通过程序员描述的一些初始化例程来初始化类变量，如果类变量尚未被初始化，则初始化类的直接超类。 然而，一个接口的初始化不需要初始化其的超级接口。 这是接口的一个例外。
因此，总结一下，初始化过程涉及以下两个功能：
通过程序员指定的例行初始化类变量。
如果尚未对其初始化，则初始化它的超类。
结论
这只是对JVM中的加载，链接和初始化过程的简要概述。 每个阶段都涉及到更多的复杂性，并被忽略，以保持简单和简洁。
