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, 这就是类的加载机制.
在 Java 语言里面, 类型的加载, 连接和初始化过程都是在程序运行期间完成的. 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:
加载 (Loading), 验证(Verification), 准备(Preparation), 解析(Resolution), 初始化(Initialization), 使用(Using) 和卸载(Unloading)7 个阶段. 其中哦验证, 准备, 解析 3 个部分统称为连接(Linking), 这 7 个阶段顺序如下图:
其中加载, 验证, 准备, 初始化, 和卸载这 5 个阶段的顺序是确定的, 类的加载过程必须按照这种顺序按部就班地开始(这里仅仅指的是开始, 而不是按部就班的进行或完成, 是因为这些阶段通常都是相互交叉的进行的, 通常在一个阶段执行的过程中调用, 激活另外一个阶段), 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, 这是为了支持 Java 语言的运行时绑定.
那么在什么时候开始类加载过程的第一个阶段 (也就是加载) 呢? Java 虚拟机规范中并没有进行强制约束, 这点虚拟机根据自身实现来把握. 但对于初始化阶段, 虚拟机规范则是严格规定了有且只有 5 中情况必须立即对类进行初始化(加载, 验证, 准备肯定要在此之前进行了).
创建类实例的时候, 读取或者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除外), 以及调用一个类的静态方法的时候.
对类进行反射调用的时候, 如果没有进行过初始化则需要先出发其初始化过程.
当初始化一个类的时候, 如果发现其父类还没有进行过初始化, 则需要先出发其父类的初始化过程.
当虚拟机启动时, 定义了入口 (含有 main() 方法的那个类)的主类, 虚拟机会先初始化这个主类.
当使用 JDK1.7 及以上的版本中的动态语言支持时, 若一个 java.lang.invoke.MethodHandle 实例最后的解析结果是: REF_getStatic,REF_putStatic,REF_invokeStatic 的方法句柄, 并且这个方法句柄所对应的类没有进行过初始化, 则需要先出发它的初始化过程.
虚拟机规范中指出有且只有这 5 种场景会出发初始化, 并且这 5 种场景的行为称为对一个类的 "主动引用", 除此之外所有引用类的方式都不会触发初始化, 不触发初始化的也被称为被动引用.
用代码例子来说明被动引用.
- /**
- * 通过子类引用父类的的静态字段, 不会导致子类初始化
- */
- public class SuperClass {
- static {
- System.out.println("SuperClass init!");
- }
- public static int value = 888;
- public static final String JVM_TEST = "JVM TEST";
- }
- /**
- * 子类
- */
- public class SubClass extends SuperClass {
- static {
- System.out.println("SubClass init!");
- }
- }
- /**
- * 测试
- */
- public class Test {
- public static void main(String[] args){
- System.out.println(SubClass.value);
- }
- }
打印结果为:
- SuperClass init!
- 888
对于静态字段, 只有定义这个字段的类才会被初始化, 因此通过子类调用其父类中定义的静态字段, 只会出发父类的初始化.
- /**
- * 通过数组定义引用类, 不会出发类的初始化
- */
- public class Test {
- public static void main(String[] args){
- SuperClass[] supers = new SuperClass[12];
- }
- }
运行结果并没有打印出 "SuperClass init!", 这说明并没有对 SuperClass 进行初始化, 定义数组不会触发类的初始化.
- /**
- * 常量在编译阶段会存入调用类的常量池中, 本质上并没有直接引用到定义常量的类中, 因此不会出发定义常量的类的初始化.
- */
- public class Test {
- public static void main(String[] args){
- System.out.println(SuperClass.JVM_TEST);
- }
- }
运行结果也没有打印出 "SuperClass init!", 因为虽然引用了 SuperClass 的常量, 但其实在编译极端通过常量传播优化, 已经将此常量存储到了 Test 类的常量池中, 因 Test 类对此常量的引用, 都会转化为 Test 类对自身常量池的引用了. 这说明 SuperClass 和 Test 这两个类, 在编译阶段完成后就没有任何关系了.
接口的加载过程和类的加载过程步骤上是一致的, 但是稍有不同的是上面的例子都是用静态语句块 "static{}" 来输出初始化信息的, 在接口中不能使用 "static{}" 静态语句块. 还有一个不同是: 当一个类在初始化的时候, 要求其父类全部都已经初始化过了, 但是一个接口在初始化的时候, 不要求其父接口都初始化过, 只有真正使用到父接口的时候 (例如: 引用父接口中定义的常量) 才会初始化.
来源: https://www.cnblogs.com/jimoer/p/9091128.html