类从被加载到虚拟机内存开始,到卸载出内存为止,它的整个生命周期包括:加载、验证、准备、解析、初始化、使用和卸载7个阶段。
其中验证、准备、解析3个部分统称为连接。加载、验证、准备、初始化和卸载这5个阶段的顺序是确定的。
有且只有五种情况必须立即对类进行“初始化”:
- 遇到new、getstatic、putstatic、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4条指令的最常见的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、已在编译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。
- 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,则需要先触发其初始化。
- 当初始化一个类的时候,如果发现其父类还没有进行过初始化,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方法的那个类),虚拟机会先初始化这个主类。
- 当使用JDK1.7的动态语言支持时,如果一个java.lang.MethodHandle实例最后的解析结果REF_getStatic、REF_putStatic、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。
这五种场景中的行为称为对一个类进行主动引用。除此之外,所有引用类的方式都不会触发初始化,称为被动引用。
被动引用例子之一:
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 NotInitialization {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(SubClass.value);
}
}
运行之后只会输出“SuperClass init!”,而不会输出“SubClass init!”。对于静态字段,只有直接定义这个字段的类才会被初始化
被动引用例子之二:
public class NotInitialization {
public static void main(String[] args) {
SuperClass[] sc = new SuperClass[10];
}
}
没有输出“SuperClass init!”。通过数组定义来引用类,不会触发此类的初始化。
被动引用例子之三(常量传播优化):
public class ConstClass {
static{
System.out.println("ConstClass init!");
}
public static final String HELLOWORLD = "hello world";
public static void test(){
System.out.println("test.");
}
}
public class NotInitialization {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(ConstClass.HELLOWORLD);
}
}
控制台输出:
hello world
javap 查看编译后的NotInitialization.class
public class com.fcs.jvms.NotInitialization
SourceFile: "NotInitialization.java"
minor version: 0
major version: 51
flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
Constant pool:
#1 = Methodref #6.#20 // java/lang/Object."<init>":()V
#2 = Fieldref #21.#22 // java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
#3 = String #23 // hello world
#4 = Methodref #24.#25 // java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
#5 = Class #26 // com/fcs/jvms/NotInitialization
#6 = Class #27 // java/lang/Object
#7 = Utf8 <init>
#8 = Utf8 ()V
#9 = Utf8 Code
#10 = Utf8 LineNumberTable
#11 = Utf8 LocalVariableTable
#12 = Utf8 this
#13 = Utf8 Lcom/fcs/jvms/NotInitialization;
#14 = Utf8 main
#15 = Utf8 ([Ljava/lang/String;)V
#16 = Utf8 args
#17 = Utf8 [Ljava/lang/String;
#18 = Utf8 SourceFile
#19 = Utf8 NotInitialization.java
#20 = NameAndType #7:#8 // "<init>":()V
#21 = Class #28 // java/lang/System
#22 = NameAndType #29:#30 // out:Ljava/io/PrintStream;
#23 = Utf8 hello world
#24 = Class #31 // java/io/PrintStream
#25 = NameAndType #32:#33 // println:(Ljava/lang/String;)V
#26 = Utf8 com/fcs/jvms/NotInitialization
#27 = Utf8 java/lang/Object
#28 = Utf8 java/lang/System
#29 = Utf8 out
#30 = Utf8 Ljava/io/PrintStream;
#31 = Utf8 java/io/PrintStream
#32 = Utf8 println
#33 = Utf8 (Ljava/lang/String;)V
...
发现常量在编译阶段会存入调用类的常量池中,本质上并没有直接引用定义常量的类,因此不会触发定义常量的类的初始化。