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简述Java类的“初始化”

简介: Java虚拟机规范规定了有且只有5种情况必须立即对类进行初始化: 1. 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、已在编译器吧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。

Java虚拟机规范规定了有且只有5种情况必须立即对类进行初始化:

1. 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、已在编译器吧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,则需要先触发其初始化。

3. 当初始化一个类的时候,如果发现其父类还没有进行过初始化,则需要先触发其父类的初始化。

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方法的类),虚拟机会先初始化这个主类。

5. 当使用jdk1.7及以上版本的动态语言支持时,如果一个java.lang.invoke.MethodHandle实例最后的解析结果REF_getStatic、REF_putStatic、REF_invokeStatis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。

以上5中情况成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,成为被动引用,以下几个例子都为被动引用:

/**
 * 被动使用类字段演示一: 通过子类引用父类的静态字段,不会导致子类初始化。
 **/
class SuperClass {
	static {
		System.out.println("SuperClass init!");
	}
	public static int value = 123;
}

class SubClass extends SuperClass {
	static {
		System.out.println("SubClass init!");
	}
}

/*** 非主动使用类字段演示 **/
public class NotInitialization {
	public static void main(String[] args) {
		System.out.println(SubClass.value);
	}
}
上述代码运行之后,只会输出:

SuperClass init!
123

不会输出SuperClass 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。

/**
 * 被动使用类字段演示二: 通过数组定义来引用类,不会触发此类的初始化。
 **/
class SuperClass {
	static {
		System.out.println("SuperClass init!");
	}
	public static int value = 123;
}

class SubClass extends SuperClass {
	static {
		System.out.println("SubClass init!");
	}
}

/*** 非主动使用类字段演示 **/
public class NotInitialization {
	public static void main(String[] args) {
		SuperClass[] sca = new SuperClass[10];
	}
}
上述代码运行之后,没有任何输出,说明并没有触发SuperClass类的初始化阶段。

/**
 * 被动使用类字段演示三: 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到定义常量的类,因此不会触发定义常量的类的初始化。
 **/
class ConstClass {
	static {
		System.out.println("ConstClass init!");
	}

	public static final String HELLO_WORLD = "Hello World";
}

/**
 * 非主动使用类字段演示
 **/
public class NotInitialization {
	public static void main(String[] args) {
		System.out.println(ConstClass.HELLO_WORLD);
	}
}
运行上述代码,输出:

Hello World

并没有输出ConstClass init!

这是因为虽然在main方法中引用了ConstClass中的常量HELLO_WORLD,但其实在编译阶段通过常量传播优化,已经将该常量的值存储到了NotInitialization类的常量池中,然后NotInitialization类对常量ConstClass.HELLO_WORLD的引用全部转化为对自身常量池的引用了。

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