Java虚拟机的加载、连接和初始化

Java虚拟机在类的加载、连接和初始化阶段都做了哪些工作？    答：（1）加载阶段：查找并加载类的二进制数据。        （2）连接阶段：包括验证、准备和解析类的二进制数据。 
              验证：确保被加载的类是正确的。 
              准备：为类的静态变量分配内存，并将其初始化为默认值。 
              解析：把类中的符号引用都替换成直接引用。 
      （3）初始化：给类的静态变量赋予正确的初始值。 

        在类或接口被加载和连接的时机上，Java虚拟机规范给实现提供了一定的灵活性，但是它严格定义了初始化的时机，就是所有Java虚拟机实现必须在每个类或者接口被Java程序“首次主动使用”时才初始化它们。

Java类在哪些情况下才会被初始化？ 

答：根据Java虚拟机规范，只有在程序首次主动使用一个类或者接口时才会初始化它。要说明Java类在哪些情况下会被初始化，就是要找出哪些活动被视作程序对类或接口的主动使用。主要6个活动会使得Java类被初始化：

（1）最基本的就是创建类的实例，这个肯定是要对类进行初始化的。创建类的实例的途径主要有：使用new语句创建实例，或者通过反射、克隆以及反序列化手段来创建实例。 
（2）调用类的静态方法。 
（3）访问某个类或者接口的静态变量，或者对该静态变量赋值。 
（4）调用Java API中某些反射方法，比如调用Class.forName("xxx")方法，假定xxx类还没有被初始化，那么forName()方法就会初始化xxx类，然后返回代表这个类的Class实例。
（5）初始化一个类的子类。对子类的初始化可以看作对它父类的主动使用，因此会初始化它的父类。 
（6）Java虚拟机启动时被标明为启动类的类。比如，我们使用Java xxx来执行程序，那么这个xxx被看作是启动类，Java虚拟机会首先初始化它。 


除了以上6中情况，其他使用Java类的情况都会被看作类的被动使用，都不会导致类的初始化。 

举一个例子说明一下Java虚拟机不对类进行初始化的情况：

[java] view plaincopy

1. import java.lang.*;  
2.   
3.   
4.   
5. class UnloadedClassTesting{  
6.         public static final int a=2*3;  
7.   
8.         static {  
9.                 System.out.println("Class Loaded!!");  
10.         }  
11. }  
12.   
13.   
14.   
15.   
16. public class TestInit{  
17.         public static void main(String[] args){  
18.                 System.out.println("a="+UnloadedClassTesting.a);  
19.         }  
20. }  
21.   
22.    
23.    

程序段打印的结果是： 

Lab-Computer-0db2f6:JavaExercises labuser$ javac TestInit.java 
Lab-Computer-0db2f6:JavaExercises labuser$ java TestInit 
a=6 
Lab-Computer-0db2f6:JavaExercises labuser$ 


显然没有对UnloadedClassTesting类进行初始化，UnloadedClassTesting类中的变量a是编译时常量，在编译阶段就已经计算初始化好了，当使用UnloadedClassTesting.a访问变量a的时候并没有导致类的初始化。

但是，如果上面的实例中的静态常量在编译阶段不能取得固定的值，那么程序对类的这种变量的使用，被看作时对类主动使用，会导致类的初始化。把上面的例子稍微改动一下： 

[java] view plaincopy

1. import java.lang.*;  
2. import java.util.*;  
3.   
4. class UnloadedClassTesting{  
5.         public static final int a=(int)(Math.random()*10)/10+1;  
6.   
7.         static {  
8.                 System.out.println("Class Loaded!!");  
9.         }  
10. }  
11.   
12.   
13. public class TestInit{  
14.         public static void main(String[] args){  
15.                 System.out.println("a="+UnloadedClassTesting.a);  
16.         }  
17. }  
18.   
19.  <div class="Egm700">  
20. </div>  

程序运行的结果： 
Lab-Computer-0db2f6:JavaExercises labuser$ javac TestInit.java 
Lab-Computer-0db2f6:JavaExercises labuser$ java TestInit 
Class Loaded!! 
a=1 


可以从结果中看出，类已经被加载和初始化了。