JVM 类的初始化

2020-03-19 本文已影响0人撸代码的大白

按理解描述，欢迎指正。

一、类的生命周期

编译阶段：java源文件经过编译（javac）编译为符合jvm规范的二进制字节码。

加载阶段：classLoader将.class文件加载到内存。有几种方式：从本地记载、从网络加载、从zip、jar包加载、从数据库加载、动态编译（动态代理、jsp）

连接阶段：分三个阶段，分别为：

校验：类文件的结构检查、语义检查、字节码验证、二进制兼容性验证

准备：为静态变量分配内存，并赋初始化值

解析：将符号引用转换成直接引用

初始化阶段：假如类还没有加载和连接，那先加载和连接。如果类存在直接父类，直接父类没有初始化，先初始化直接父类。如果类存在初始化语句，按顺序执行初始化语句。但是接口例外，类初始化时不会初始化接口，接口初始化时不会初始化父接口。使用classLoader的loadClass方法不初始化类，但是forName会初始化类。注意，静态代码只会执行一次，因为只会初始化一次。

使用阶段：待补充

卸载阶段：待补充

二、什么时候初始化。

规则：类或者接口，只在被首次主动使用时，才被初始化。

主动使用有几种情况：创建类的实例、访问或者修改类或者接口的静态变量、访问类的静态方法、Class.forName()、虚拟机启动时的启动类、java.lang.invoke.MethodHandle实例的解析结果REF_getStatic、REF_putStatic、REF_invokeStatic句柄对应的没有初始化的类。

下面举几个特殊的例子，加深一下印象。

1、类只有被首次主动使用才初始化，后续的使用不会再一次初始化

示例1：

这段代码的输出为： TestParent init ，不会输出两次

2、final修饰的变量，如果在编译期间能确定，则会将常量值存放到使用类的常量池内

示例2：

这个代码非常简单。运行结果只输出了5。原因是：TestParent类没有初始化，所以静态代码块不会执行，a是确定是常量，编译阶段已经在Dabai这个类的常量池内了。甚至于jvm都没有把TestParent加载到jvm内。因为编译结束后，TestParent.a已经变成了5。所以Dabai并没有任何TestParent的相关信息，也没有主动使用TestParent。

将上面代码内的final去掉，那么就会打印TestParent init 和 5。原因是类被首次主动使用、需要初始化。

如果将a的值变为动态的，那么也会打印TestParent init 和 5。原因为：编译期间确定不了常量的值，推迟到初始化阶段。如下：

3、直接使用才会初始化

实例3：

这段代码最后会输出：TestParent init 和 1。原因是虽然是用子类的引用访问父类的变量，但是对字类没有直接使用。所以对TestChild没有初始化。但是会对TestChild进行加载。原因是虽然没被主动使用，JVM预测TestChild可能会被使用，那么就会加载这个类。如果TestChild.class文件缺失、或者内部存在错误，那么会在首次主动使用这个类时报错。如果这个类一直没被主动使用，类加载器一直不会报错。

4、数组不会对其内元素的类型进行主动使用

示例4：

这段代码会输出：class [Lcom.inspur.eap.datasource.rest.TestParent;

原因是：数组没有对TestParent主动使用，所以TestParent没有初始化，而是动态生成了一个 [Lcom.inspur.eap.datasource.rest.TestParent类。父类为Object。

5、连接阶段中准备阶段给静态变量分配空间并赋予初始值。初始化阶段，按顺序执行初始化代码。

实例5：

这段代码的输出为：1 0。原因是，Dabai对TestParent进行了首次主动使用，所以TestParent被加载、连接、初始化。连接中准备阶段，num1被赋值0，num2被赋值0。然后初始化阶段，按顺序，第一行执行完之后num1仍然为0，第二行执行完之后num1=1，num2=1，第七行执行完，num2=0。所以输出为0。另外num2在构造方法后声明不会导致初始化报错，因为连接阶段num2已经存在。

6、类和接口初始化的差异。因为接口内的变量默认时 public static final 的，所以必须动态赋值才能体现初始化。

示例6-1：