Java虚拟机规范中并没有进行强制玉树什么情况下需要开始类加载过程。但是对于初始化阶段,虚拟机规范则是严格规定了有且仅有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):
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。生成这四条指令单最常见的Java代码场景是:使用new关键字实例化对象的时候,读取或设置一个类的静态字段(被final修饰,已在变异期把结果放入常量池的静态字段除外)的时候,以及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,则需要先出法其初始化。
3.当初始化一个类的时候,如果发现其父类还没有进行初始化,则需要先出法其父类的初始化。
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主类。
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_outStatic,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。
对于这五种会触发类进行初始化的场景,虚拟机规范中是用来一个很强烈的现定于:“有且仅有”,这5种场景中的行为称为一个类进行主动引用。
看下面的例子:
package logan.classload.study; public class SuperClass { static{ System.out.println("SuperClass init!"); } public static int value=123; }
package logan.classload.study; public class SubClass extends SuperClass { static{ System.out.println("SubClass init!"); } }
package logan.classload.study; public class NotInitialization { public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub System.out.println(SubClass.value); } }
SuperClass init! 123
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。至于是否要触发子类的加载和验证,在虚拟机规范中并未明确规定。这点取决于虚拟机的具体实现。对于Sun HotSpot来说,可通过-XX:+TraceClassLoading参数观察到此操作会导致子类的加载。
看下面一个例子:
package logan.classload.study; public class NotInitialization { public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub SuperClass[]sca = new SuperClass[10]; } }
没有输出
运行之后发现没有输出,“SuperClass init!”说明没有处罚类SuperClass的初始化。但是这段代码里面出发了另外一个名为“[Llogan.classload.study.SuperClass”的类的初始化阶段,对于用户代码来说这并不是一个合法的类名称,他是一个由虚拟机自动生成的,直接继承与java.lang.Object的子类,创建动作由字节码指令newarray触发。
这个类代表了一个元素类型为logan.classload.SuperClass的一位数组,数组中应有的属性和方法(用户可以直接使用的只有被修饰为public的length属性和clone()方法)都是现在这个类里。
看下面一个例子
package logan.classload.study; public class ConstClass { static{ System.out.println("ConstClass init!"); } public static final String HelloWorld = "hello world"; }
package logan.classload.study; public class NotInitialization { public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub System.out.println(ConstClass.HelloWorld); } }
hello world
输出里面没有输出“ConstClass init!”,这是因为虽然在Java源码中引用了ConstClass类中放常量HelloWorld,但是其实在变异阶段通过常量传播优化,已经将此常量的值“hello world”存储到NotInitialization类的常量池中,以后NotInitialization对常量ConstClass.HelloWorld的引用实际都被转化为NotInitialization类对自身常量池的引用了。
也就是说,实际上NotInitialization的Class文件之中并没有ConstClass类的符号引用入口,这两个类在编译成Class之后就不存在任何联系了。
接口的加载过程与类加载过程稍微有一些不同,针对接口需要做一下特殊说明:接口也有初始化过程,这点与类类是一致的。上面的代码都是用静态语句块“static{}”来输出初始化信息的,而接口中不能使用“static{}”语句块,但是编译器仍然会为接口生成“<client>()”类构造器,用于初始化接口中多定义的成员变量。接口与类真正有所区别的是前面讲述的5种“有且仅有”需要开始初始化场景中的第三种:当一个类在初始化时,要求其父类全部都已经初始化过了,但是一个接口在初始化时,并不要求其父类接口全部完成初始化,只有在真正使用到父类接口的时候(如引用接口中定义的常量)才会初始化。