深入理解Java虚拟机——类加载的时机

一、类加载的时机概述

• 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，其中验证(Verification)、准备(Preparation)、解析(Resolution)3个部分称为连接（Linking）。
• 7个阶段的发生顺序如下图：
  

二、加载阶段

• 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自由把握。

三、初始化阶段

3.1、初始化阶段的概述

• 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）。

3.2、以下5种情况必须立即对类进行“初始化”

1. 遇到new、getstatic、putstatic或invokestatic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。

   生成以上这4条指令的最常见的Java代码场景如下：
   （1）、使用new关键字实例化对象的时候。
   （2）、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。
   （3）、调用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()方法的那个类），虚拟机会先初始化这个类。

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，并且这个方法句柄所对应的类没有进行过初始化，则需要先触发其初始化。

3.3、以下3种情况不被“初始化”

1. 通过子类引用父类的静态字段。
2. 通过数组定义来引用类。
3. 调用类的常量。

四、主动引用和被动引用

• 以上5种场景中的行为称为对一个类进行主动引用。
• 除此之外，所有引用类的方法都不会触发初始化，称为被动引用。

五、主动引用的示例

5.1、父类还没有进行过初始化，则需要先触发其父类的初始化。

对类进行“初始化”中第3.2章节中第3点和第4点的代码示例

• 代码

  package com.xz.springboottest.day11;
  
  /**
   * @description:
   * @author: xz
   */
  public class Parent {
      static{
          System.out.println("【父类】已经初始化了");
      }
  }
  

  package com.xz.springboottest.day11;
  
  /**
   * @description:
   * @author: xz
   */
  public class Child extends Parent{
      static {
          System.out.println("【子类】已经初始化了");
      }
  
      public static void main(String[] args) {
  
      }
  }
  

• 运行结果如下：
  

六、被动引用的示例

6.1、通过子类引用父类的静态字段而不被“初始化”

对类不进行“初始化”中第3.3章节中第1点的代码示例

• 代码

  package com.xz.springboottest.day11;
  
  /**
   * @description:
   * @author: xz
   */
  public class Parent {
      static{
          System.out.println("【父类】已经初始化了");
      }
      public static int value =10;
  }
  

  package com.xz.springboottest.day11;
  
  /**
   * @description:
   * @author: xz
   */
  public class Child extends Parent{
      static {
          System.out.println("【子类】已经初始化了");
      }
  
  }
  

  package com.xz.springboottest.day11;
  
  /**
   * @description:
   * @author: xz
   */
  public class Test {
      public static void main(String[] args) {
          System.out.println(Child.value);
      }
  }
  

• 运行结果如下：
  

• 总结
  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。

6.2、通过数组定义来引用类而不被“初始化”

对类不进行“初始化”中第3.3章节中第2点的代码示例

• 代码

  package com.xz.springboottest.day11;
  
  /**
   * @description:
   * @author: xz
   */
  public class Parent {
      static{
          System.out.println("【父类】已经初始化了");
      }
      public static int value =10;
  }
  

  package com.xz.springboottest.day11;
  
  /**
   * @description:
   * @author: xz
   */
  public class Child extends Parent{
      static {
          System.out.println("【子类】已经初始化了");
      }
  
  }
  

  package com.xz.springboottest.day11;
  
  /**
   * @description:
   * @author: xz
   */
  public class Test {
      public static void main(String[] args) {
          Child[] children=new Child[10];
      }
  }
  

• 运行结果如下：
  

• 总结

  通过数组定义来引用类，不会触发此类的初始化。

6.3、调用类的常量而不被“初始化”

对类不进行“初始化”中第3.3章节中第3点的代码示例

• 代码

  package com.xz.springboottest.day11;
  
  /**
   * @description:
   * @author: xz
   */
  public class ConstClass {
      static {
          System.out.println("常量类已经初始化了");
      }
  
      public static  final String HELLO="hello";
  
  }
  

  package com.xz.springboottest.day11;
  
  /**
   * @description:
   * @author: xz
   */
  public class Test {
      public static void main(String[] args) {
          System.out.println(ConstClass.HELLO);
      }
  }
  

• 运行结果如下：
  

• 总结

  调用类的常量，不会触发此类的初始化。

最后

以上就是小巧唇彩为你收集整理的深入理解Java虚拟机——类加载的时机的全部内容，希望文章能够帮你解决深入理解Java虚拟机——类加载的时机所遇到的程序开发问题。

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