JAVA虚拟机（JVM）——类加载的时机之类的初始化

时间：2023-01-02 23:13:07

类的生命周期

JAVA虚拟机（JVM）——类加载的时机之类的初始化

    从类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如上的7个阶段。其中，验证、准备、解析这三个部分又被统称为“连接（Linking）。类的加载过程必须按照这种顺序按部就班的开始，而解析阶段则不一定，它在某些情况下是可以在初始化阶段之后再开始的，这是为了支持Java语言的运行时绑定（也称为动态绑定或晚期绑定）。

对类进行初始化的条件

    什么情况下需要开始类加载的第一个阶段：加载？Java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*把握。但是对于初始化阶段，虚拟机规范要求有且只有5种情况必须立即对类进行初始化（加载、验证、准备需要在此之前开始）：

1.遇到new、getstatic、putstatic、invokestatic这4条字节码指令时。生成这4条指令最常见的Java代码场景是：使用new关键字实例化对象的时候、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）的时候，以及调用一个类的静态方法的时候。

2.使用java.lang.reflect包方法对类进行反射调用的时候。

3.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()的那个类），虚拟机会先初始化这个主类。

5.当使用JDK 1.7的动态语言支持时，如果一个java.lang.invoke.MethodHandle实例最后的解析结果REF_getStatic、REF_putStatic、REF_invokeStatic的方法句柄，则需要先触发这个方法句柄所对应的类的初始化。

对类的被动引用

    以上5种场景的行为称为对一个类进行主动引用。除此之外，所有引用类的方式都不会触发初始化，称为被动引用。下面举三个例子来说明：

1.通过子类引用父类的静态字段，不会导致子类初始化

public class SuperClass{
static {
        System.out.println("SuperClass init!");
        }
public static int value = 123;
    }

public class SubClass extends SuperClass {
static{
        System.out.println("SubClass init!");
        }
}

public class NotInitialization {
public static void main(String[] args) {
        System.out.println(SubClass.value);
        }
    }
    上述代码执行后，输出为"SuperClass init!" , "123"，而不会输出"SubClass init!"。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。至于是否要触发子类的加载和验证，虚拟机规范中并未明确规定。

2.通过数组定义来引用类，不会触发此类的初始化

public class NotInitialization {
public static void main(String[] args) {
        SuperClass[] sca = new SuperClass[10];
        }
}

3.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，因此并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 NotInitialization {
public static void main(String[] args) {
        System.out.println(ConstClass.HELLOWORLD);
        }
    }
    在编译阶段通过常量传播优化，已经将这个常量的值"hello,world"存储到了NotInitialization类的常量池中，以后NotInitialization对常量ConstClass.HELLOWORLD的引用实际都被转化为NotInitialization类对自身常量池的引用了。也就是说，实际上NotInitialization的Class文件之中并没有ConstClass类的符号引用入口，这两个类在编译成Class之后就不存在任何联系了。

接口与类真正有所区别的是前面讲述的5种初始化场景中的第3种：当一个类在初始化时，要求其父类必须全部都已初始化过，但是一个接口在初始化时，并不要求其父接口全部都完成了初始化，只有在真正使用到父接口的时候（如引用接口中定义的常量）才会初始化。

注：本系列主要内容来自于《深入理解Java虚拟机》，可以看作读书笔记

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