Java虚拟机知识整理——虚拟机类加载的时机

类加载机制是什么

虚拟机把描述类的数据从Class文件加载到内存，并对数据进行校检、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，这就是虚拟机的类加载机制。

一些约定

为了避免语言表达中可能产生的一些理解上的误会，这里需要设立两个说明：

1. 在实际情况中，每个Class文件中都可能有代表着Java语言中的一个类或者接口。后文所说的类可能是指一个类或者一个接口。
2. 这里所说到的Class文件应当是一串二进制的字节流，无论以任何形式存在都可以。

类加载的生命周期

类聪被加载到虚拟机内存中开始，知道卸载出内存闻之，它的整个生命周期包括：加载、验证、准备、解析、初始化、使用合卸载7个阶段。其中验证、准备、解析三个部分统称为链接。

这几个步骤中，加载、验证、准备、初始化和卸载这5个阶段的顺序是确定的，磊的加载过程必须按照这种顺序按部就班地开始，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（也陈伟动态绑定或晚期绑定。）。这里说的按部就班的开始也只是按部就班的开始而已。因为这些阶段通常都是互相交叉地混合式金星的，通常会在一个阶段的执行过程中调用、激活另外一个阶段。

什么时候开始加载（好吧，实际是什么时候开始初始化）

什么情况下需要开始类加载过程中的第一个阶段：加载？Java虚拟机规范中没有金星强制约束，这段可以交给虚拟机的具体实现来*把我。但是对于初始化阶段，虚拟机规范则是严格规定了有且只有5种情况下必须立即对类进行“初始化”（而加载、验证、准备自然需要在此之前开始）：

1. 遇到new、getstatic、putstatic或invokestatic这4条字节码指令时，如果类没有进行初始化，生成这4条指令的最常见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、已在编译器把结果放入常量池的静态字段除外）的时候，以及一个类的静态方法的时候。
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，则需要贤触发其初始化。
3. 当初实话一个类的时候，如果发现其父类黑没有进行过初始化，则需要贤触发其父类的初始化。
4. 当虚拟机启动是，用户需要制定一个要执行的主类（包含main()方法的那个类），虚拟机慧贤初始化这个主类
5. 当使用JDK1.7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，并且这个方法句柄对应的类没有进行过初始化，则需要贤触发其初始化。
对于这5中慧厨房爱类进行初始化的场景，虚拟机规范中使用了一个很强烈的限定语：“有且只有”，这5中场景中的行为陈伟对一个类进行主动引用。除此之外，所有引用类的方式斗不会触发初始化，称为被动引用。

何为被动引用？

为了说明什么是被动引用，这里举几个简单的代码例子：
被动使用类字段演示一：
通过子类医用父类的静态字段，不会导致子类的初始化

package org.fenixsoft.classloading；
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!");
    }
}
//非主动使用类字段演示
public class NotIninialization{
    public static void main(String[] args){
        System.out.println(SubClass.value);
    }
}

这段代码运行之后，只会输出“SuoerClass init！”而不会输出”SubClass init!”。对于静态字段，只有直接定于这个字段的类才会被初始化，因此通过其子类类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，在虚拟机规范中并未明确规定，这点取决于虚拟机的具体体现。
被动引用的例子二

package org.fenixsoft.classloading；
puclic class NotInitialization{
    public static void main(String[] args){
        SuperClass[] sca = new SuperClass[10];
    }
}

这段代码服用了之前代码的SuperClass，运行之后发现没有输出“SuoerClass init！”，说明并没有触发类org.fenixsoft.classloading.SuperClass的初始化阶段。但是这段代码里面触发了另外一个名为“Lorg.fenixsoft.classloading.SuperClass”的类的初始化阶段，对于用户代码来说，这并不是一个合法的类名称，它是一个虚拟机自动生成的、直接集成于java.lang.Object的子类，创建由字节码指令newarray触发。

被动引用的例子三：

package org.fenixsoft.classloading；
public class ConstClass{
    static{
        System.out.ptintln("CpmstClass init!");
    }
    public static final String HELLOWORLD = "hello world";
}
public  class NotInitialization{
    public static void main(String[] args){
        System.out.println(ConstClass.HELLOWORLD);
    }
}

上述代码运行后，也没有输出”CpmstClass init!”，这是因为虽然Java源码中引用了ConstClass类中的常量HELLOWORLD，但其实在编译阶段通过常量传播优化，已经将次常量的值“hello world”存储到了NotInitialization类的常量池中，以后NotInitialization对常量ConstClass.HELLOWORLD的引用实际斗被转化为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。

接口的加载过程

接口的加载过程和类加载的过程稍有一些不同，针对接口需要做一些特殊说明：接口也有初始化过程，这点与类是一致的，上面的代码都是用静态语句块“static{}”来输出初始化信息的，而接口中不能使用“static{}”语句块，但编译器仍然会为接口生成“<clint>()”类构造器，用于初始化接口中所定义的类成员变量。接口与类真正有所区别的是前面讲述的5种“有且仅有”需要开始初始化的场景的第三种：当一个类在初始化时，要求其父类全部斗已经初始化过了，但是一个接口在初始化是，并不要求其父接口全部斗完成了初始化，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。

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