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Java類的加載時(shí)機(jī)

更新時(shí)間：2021年12月12日 16:38:18 作者：江南入直

這篇文章介紹了Java類的加載時(shí)機(jī)，文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì)。對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

必須初始化的四種情況

有四種情況類是必須要進(jìn)行初始化的，對于這四種情況原文描述如下：

但是對于初始化階段，虛擬機(jī)規(guī)范則是嚴(yán)格規(guī)定了有且只有4種情況必須立即對類進(jìn)行初始化，而加載、驗(yàn)證、準(zhǔn)備自然需要在此之前開始。

1：遇到new、getstatic、putstatic或invokestatic這4條字節(jié)碼指令時(shí)，如果類沒有進(jìn)行過初始化，則需要先觸發(fā)其初始化。生成這4條指令最常見的java代碼場景是：使用new關(guān)鍵字實(shí)例化對象的時(shí)候、讀取或設(shè)置一個(gè)類的靜態(tài)字段（被final修飾、已在編譯期把結(jié)果放入常量池的靜態(tài)字段除外）的時(shí)候，以及調(diào)用一個(gè)類的靜態(tài)方法的時(shí)候。
2：使用java.lang.reflect包的方法對類進(jìn)行反射調(diào)用的時(shí)候，如果類沒有進(jìn)行過初始化，則需要先觸發(fā)其初始化。
3：當(dāng)初始化一個(gè)類的時(shí)候，如果發(fā)現(xiàn)其父類還沒有進(jìn)行過初始化，則需要先觸發(fā)其父類的初始化。
4：當(dāng)虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)，用戶需要指定一個(gè)要執(zhí)行的主類（包含main()方法的那個(gè)類），虛擬機(jī)會(huì)先初始化這個(gè)主類。

以上四點(diǎn)我們一一用代碼來驗(yàn)證，第一點(diǎn)里面說到了四種初始化的場景，分別是：

①用new關(guān)鍵字實(shí)例化對象
②讀取類靜態(tài)字段
③設(shè)置類的靜態(tài)字段
④調(diào)用一個(gè)類的靜態(tài)方法

在驗(yàn)證之前需要達(dá)成一個(gè)共識：虛擬機(jī)在初始化類時(shí)會(huì)執(zhí)行static語句塊中的操作，因此我們可以根據(jù)靜態(tài)語句塊中的代碼是否執(zhí)行了來判斷類是否加載。為此我創(chuàng)建了一個(gè)SubClass類

package com.test.jvm.classloading;

/**
 * @author fc
 */
public class SubClass {
    static{
        System.out.println("子類初始化");
    }
    public static int a = 10;

    public static int getA(){
        return a;
    }
}

在main方法中分別執(zhí)行(每次執(zhí)行一條)以下四條代碼來模擬上面四個(gè)場景

package com.test.jvm.classloading;

/**
 * @author fc
 */
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        SubClass subClass = new SubClass();
        System.out.println(SubClass.a);
        SubClass.getA();
        SubClass.a = 30;
    }
}

結(jié)果不出所料，輸出結(jié)果都包含"子類初始化",說明以上四種方式確實(shí)可以會(huì)觸發(fā)類的初始化。

接下來看第二點(diǎn)，對類進(jìn)行反射調(diào)用時(shí)會(huì)觸發(fā)類的初始化

package com.test.jvm.classloading;

/**
 * @author fc
 */
public class Main {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class.forName("com.test.jvm.classloading.SubClass");
    }
}

以上的反射調(diào)用同樣正常輸出了"子類初始化"。

第三點(diǎn)如果父類沒有進(jìn)行初始化，則要先觸發(fā)父類的初始化，再創(chuàng)建一個(gè)父類，并且讓之前的子類繼承父類

package com.test.jvm.classloading;

/**
 * @author fc
 */
public class SuperClass {
    static {
        System.out.println("父類初始化");
    }
    public static int b = 20;
}

package com.test.jvm.classloading;

/**
 * @author fc
 */
public class SubClass extends SuperClass {
    static{
        System.out.println("子類初始化");
    }
    public static int a = 10;

    public static int getA(){
        return a;
    }
}

這時(shí)我們再次執(zhí)行上面的main方法里面的任意一條測試語句，這時(shí)發(fā)現(xiàn)在原來的輸出"子類初始化"前輸出了"父類初始化"，說明了兩點(diǎn)：①父類同樣會(huì)初始化；②父類會(huì)先于子類初始化。

第四點(diǎn)虛擬機(jī)會(huì)先初始化包含main方法的主類，這時(shí)我們在主類中加入靜態(tài)代碼塊

package com.test.jvm.classloading;

/**
 * @author fc
 */
public class Main {
    static {
        System.out.println("初始化主類");
    }
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        SubClass subClass = new SubClass();
    }
}

可以看到輸出結(jié)果如下，完全印證了第四點(diǎn)。

不主動(dòng)進(jìn)行初始化

而對于不會(huì)主動(dòng)進(jìn)行初始化的情況在該書中也有以下幾種情況

第一種是通過子類類名調(diào)用父類靜態(tài)代碼（包括靜態(tài)方法和靜態(tài)變量）不會(huì)進(jìn)行初始化，以下也通過代碼進(jìn)行說明

package com.test.jvm.classloading;

/**
 * @author fc
 */
public class Main {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        System.out.println(SubClass.b);
    }
}

輸出如下，可以看到只初始化了父類而沒有初始化子類。

第二種是通過數(shù)組來創(chuàng)建對象不會(huì)觸發(fā)此類的初始化

package com.test.jvm.classloading;

/**
 * @author fc
 */
public class Main {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        SuperClass[] supers = new SuperClass[10];
    }
}

輸出為空。

第三種是調(diào)用final修飾的常量不會(huì)觸發(fā)類的初始化，為此我在父類中加了一個(gè)常量

package com.test.jvm.classloading;

/**
 * @author fc
 */
public class SuperClass {
    static {
        System.out.println("父類初始化");
    }
    public static int b = 20;

    public final static String STATE = "常量";
}

package com.test.jvm.classloading;

/**
 * @author fc
 */
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(SuperClass.STATE);
    }
}

可以看到輸出結(jié)果只是打印了常量的值，并沒有初始化這個(gè)類。

補(bǔ)充

到這里對于書中描述的類的加載時(shí)機(jī)都已經(jīng)用例子說明了，接下來展示一個(gè)在博主Boblim那看到的一個(gè)例子

/**
 * @author fc
 */
class SingleTon {
    private static SingleTon singleTon = new SingleTon();
    public static int count1;
    public static int count2 = 0;

    private SingleTon() {
        count1++;
        count2++;
    }

    public static SingleTon getInstance() {
        return singleTon;
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        SingleTon.getInstance();
        System.out.println("count1=" + SingleTon.count1);
        System.out.println("count2=" + SingleTon.count2);
    }
}

輸出count1=1,count2=0，關(guān)于為什么會(huì)輸出這個(gè)結(jié)果在那篇鏈接的博客已經(jīng)做了詳細(xì)的說明，同時(shí)這個(gè)輸出結(jié)果也很好地佐證了下面這句話