7.2 类加载的时机

2017-02-17 09:31:06.0

    类从被加载到虚拟机内存中开始,到卸载出内存为止,它的整个生命周期包括了: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、准备和解析三个部分统称为连接(Linking)。

    加载:虚拟机规范中并没有进行强制约束,这点可以交给虚拟机的具体实现来自由把握。但对于初始化阶段,虚拟机规范则是严格规定了有且只有四种情况必立即对类进行“初始化”(而加载、验证、准备和解析自然需要在此之前开始)。

  1. 遇到newgetstaticputstaticinvokestatic这4条字节码指令时,如果类没有进行过初始化,则需要先触发其初始化。这4条指令常见的场景是:使用new关键字实例化对象时、读取或设置一个类的静态字段(被final修饰、已在编译期把结果放入常量池的静态字段除外)时,调用一个类的静态方法时。
  2. 使用java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用的时候,如果类没有进行过初始化,则需要先触发其初始化。
  3. 当初始化一个类的时候,如果发现其父类没有进行初始化时,则需要先触发其父类的初始化。
  4. 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。

    以上情况属于主动调用,而以下列出的几种情况,属于被动调用,被动调用不会触发类的初始化。
    情况一:通过子类引用父类的静态字段,不会导致子类被初始化。可以认为,用谁的静态字段,就初始化谁,如果静态是由父类继续下来的,当然只会触发父类的初始化喽。

public class SuperClass{
    static int value =10;
    static{
    	System.out.println("super init.");
    }
}
public class SubClass extends SuperClass{
    static{
    	System.out.println("sub class init.");
    }
}
public class App{
    public static void main(String[] args){
    	//1.通过子类调用父类的静态字段,只会触发父类的初始化
    	System.out.println(SubClass.value);
    }
}

    情况二:通过数组定义来引用类,不会触发此类的初始化

public class App{
    public static void main(String[] args){
        //2.通过数组定义引用类,不会触发此类的初始化
        SuperClass sca[] = new SuperClass[10];
    }
}

    情况二中的代码,没有触发SuperClass的初始化,但它触发了“[SuperClass”类的初始化,这个类是由虚拟机生成,它代表了一个元素类型为SuperClass的一维数组,数组中有应有的属性和方法都在这个类里实现。

    情况三:常量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,因此不会触发定义常量的类的初始化。

public class ConstClass{
    static {
        System.out.println("ConstClass init.");
    }
    public static final String HELLOWORLD = "hello world";
}
public class App{
    public static void main(String[] args){  
        //引用常量不会触发类的初始化,因为在编译阶段已经放入常量池了,编译完后,这两者就没有关系了
        System.out.println(ConstClass.HELLOWORLD);  
    }

}

    上面的类并不会输出“ConstClass init.”,这是因为虽然在Java源码中引用了ConstClass类中的常量HELLOWORLD,但是在编译阶段将此常量的值“hello world”存储到了App类的常量池中,对常量ConstClass.HELLOWORLD的引用实际上被转化为App对自身常量池的引用。也即App的Class文件并没有对ConstClass类的符号引用入口,这两个类在编译完成Class之后就不存在任何联系了。为了验证,可以删除ConstClass.class,运行App,没有报错。

    情况四:接口的加载与类的加载过程稍有不同。接口也有初始化过程,与类是一致的。编译器会为接口生成<cinit>类构造器,用于初始化接口中所定义的成员变量。接口与类的真正区别是“有且仅有”的第三种情况:当一个类在初始化时,要求其父类全部初始化,但接口在初始化时,并不要求其父接口全部初始化,只有在真正使用到父接口时才会初始化。