类加载的时机
一个类型从被加载到虚拟机内存中开始,到卸载出内存为止,整个生命周期将会经历
- 加载(
Loading
) - 验证(
Verification
) - 准备(
Preparation
) - 解析(
Resolution
) - 初始化(
Initialization
) - 使用(
Using
) - 卸载(
Unloading
)
其中验证、准备、解析三个部分统称为连接(Linking
)。
加载、验证、准备、初始化和卸载这五个阶段的顺序是确定的,而解析阶段则不一定,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
语言的运行时绑定特性(动态绑定或晚期绑定)。
触发初始化阶段(主动引用)
有且只有这六种情况:
遇到
new
、getstatic
、putstatic
或invokeestatic
这四条字节码时,如果类型还没有进行过初始化,则需要先触发初始化。 具体的场景:- 使用
new
关键字实例化对象 - 读取或设置一个类型的静态字段(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 - 调用一个类型的静态方法的时候
- 使用
使用
java.lang.reflect
包的方法对类型进行反射调用的时候。当初始化类的时候,如果发现其父类还没进行过初始化,则需要先触发其父类的初始化。
当虚拟机启动时,用户需要指定一个要执行的主类(包含
main()
方法的哪个类),虚拟机会先初始化这个主类。当使用
JDK7
新加入的动态语言支持时,如果一个java.lang.invoke.MethodHandle
实例最后的解析结果为REF_getStatic、REF_putStatic、REF_invokeStatic、REF_newInvokeSpecial四种类型的方法句柄,
并且这个方法句柄对应的类没有进行过初始化,则需要先触发其初始化。
当一个接口中定义了
JDK8
新加入的默认方法(被default
关键字修饰的接口方法)时,如果有这个接口的实现类发生了初始化,那该接口要在其之前被初始化。
这六种场景中的行为称为对一个类型进行主动引用。除此之外所有引用类型的方式都不会触发初始化,称为被动引用。
被动引用
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 Main {
public static void main(String[] args) {
// 通过子类引用父类的静态字段,不会导致子类初始化
// 可通过-XX:+TraceClassLoading参数观察到类加载
System.out.println(SubClass.value);
}
}
// 结果
SuperClass init!
123
通过数组定义来引用类,不会触发此类的初始化
public class DemoClass {
static {
System.out.println("DemoClass init!");
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// 通过数组定义来引用类,不会触发此类的初始化
DemoClass[] demoClasses = new DemoClass[10];
}
}
// 结果
常量在编译阶段会存入调用类的常量池中,本质上没有直接引用到定义常量的类,因此也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 HELLO_WORLD = "hello world";
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// 常量在编译阶段会存入调用类的常量池中,也就是Main类中,本质上没有直接引用到
// 定义常量的类,也就是ConstClass类,因此也不会触发定义常量的类的初始化。
System.out.println(ConstClass.HELLO_WORLD);
}
}
// 结果
hello world
在编译阶段通过常量传播优化,已经将此常量值
hello world
直接存储在Main
类的常量池中,以后
Main
对常量ConstClass.HELLO_WORLD
的引用,实际都被转化为Main
对自身常量池的引用了。
接口的加载过程
和类稍微有不同,类六种会触发初始化的第三种和接口的有所不同,其余相同。
当一个类在初始化时,要求父类全部已经初始化过了,对于接口则不要求父接口路全部完成初始化,
只有在真正使用到父接口(如引用父接口中定义的常量)才会初始化。
接口就不会有常量传播优化吗?