類加載的時機

類加載的時機

類的生命週期

類從被加載到虛擬機內存開始，到卸載出內存爲止，它的整個生命週期包括如下 7 個階段：

• 加載
• 驗證
• 準備
• 解析
• 初始化
• 使用
• 卸載

驗證、準備、解析 3 個階段統稱爲鏈接。

加載、驗證、準備、初始化和卸載這 5 個階段的順序是肯定的，類的加載過程必須按照這種順序循序漸進地開始（注意是「開始」，而不是「進行」或「完成」），而解析階段則不必定：它在某些狀況下能夠在初始化後再開始，這是爲了支持 Java 語言的運行時綁定。

類加載過程當中「初始化」開始的時機

Java 虛擬機規範沒有強制約束類加載過程的第一階段（即：加載）何時開始，但對於「初始化」階段，有着嚴格的規定。有且僅有 5 種狀況必須當即對類進行「初始化」：

• 在遇到 new、putstatic、getstatic、invokestatic 字節碼指令時，若是類還沒有初始化，則須要先觸發其初始化。
• 對類進行反射調用時，若是類尚未初始化，則須要先觸發其初始化。
• 初始化一個類時，若是其父類尚未初始化，則須要先初始化父類。
• 虛擬機啓動時，用於須要指定一個包含 main() 方法的主類，虛擬機會先初始化這個主類。
• 當使用 JDK 1.7 的動態語言支持時，若是一個 java.lang.invoke.MethodHandle 實例最後的解析結果爲 REF_getStatic、REF_putStatic、REF_invokeStatic 的方法句柄，而且這個方法句柄所對應的類還沒初始化，則須要先觸發其初始化。

這 5 種場景中的行爲稱爲對一個類進行主動引用，除此以外，其它全部引用類的方式都不會觸發初始化，稱爲被動引用。

被動引用演示 Demo

Demo1

/**
 * 被動引用 Demo1:
 * 經過子類引用父類的靜態字段，不會致使子類初始化。
 * 
 * @author ylb
 *
 */
class SuperClass {
    static {
        System.out.println("SuperClass init!");
    }
    
    public static int value = 123;
}

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

public class NotInitialization {
    
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(SubClass.value);
        // SuperClass init!
    }
    
}

對於靜態字段，只有直接定義這個字段的類纔會被初始化，所以經過其子類來引用父類中定義的靜態字段，只會觸發父類的初始化而不會觸發子類的初始化。

Demo2

/**
 * 被動引用 Demo2:
 * 經過數組定義來引用類，不會觸發此類的初始化。
 * 
 * @author ylb
 *
 */

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

這段代碼不會觸發父類的初始化，但會觸發「[L 全類名」這個類的初始化，它由虛擬機自動生成，直接繼承自 java.lang.Object，建立動做由字節碼指令 newarray 觸發。

Demo3

/**
 * 被動引用 Demo3:
 * 常量在編譯階段會存入調用類的常量池中，本質上並無直接引用到定義常量的類，所以不會觸發定義常量的類的初始化。
 * 
 * @author ylb
 *
 */
class ConstClass {
    static {
        System.out.println("ConstClass init!");
    }
    
    public static final String HELLO_BINGO = "Hello Bingo";
    
}

public class NotInitialization {
    
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(ConstClass.HELLO_BINGO);
    }
    
}

編譯經過以後，常量存儲到 NotInitialization 類的常量池中，NotInitialization 的 Class 文件中並無 ConstClass 類的符號引用入口，這兩個類在編譯成 Class 以後就沒有任何聯繫了。

接口的加載過程

接口加載過程與類加載過程稍有不一樣。

當一個類在初始化時，要求其父類所有都已經初始化過了，可是一個接口在初始化時，並不要求其父接口所有都完成了初始化，當真正用到父接口的時候纔會初始化。