类的初始化与接口初始化

通过几个简单示例来理解类的初始化

java程序对类的使用方式分为两种:

主动使用
被动使用

主动使用(七种):

创建类的实例
访问某个类或接口的静态变量(getstatic), 或者对该静态变量赋值(putstatic)
调用类的静态方法(invokestatic)
反射(如Class.forName("com.test.Test") )
初始化一个类的子类(初始化子类也会对父类的主动调用)
java虚拟机启动时被标明为启动类的类
jdk1.7开始提供的动态语言支持: java.lang.invoke.MethodHandle实例的解析结果REF_getStatic, REF_putStatic, REF_invokeStatic句柄对应的类没有初始化, 则初始化

除了以上其中情况, 其他使用java类的方式都被看做是对类的被动使用, 都不会导致类的初始化

说一个概念: 每个类或接口被"首次主动使用"时java虚拟机才初始化它们

类的加载

类的加载指的是将类的.class文件中的二进制数据读入到内存中, 将其放在运行时数据区的方法区内, 然后再内存中创建一个java.lang.Class对象(规范并未说明Class对象位于哪里, HotSpot虚拟机将其放在了方法区中)用来封装类在方法区内的数据结构

加载.class文件的方式

从本地系统中直接加载
通过网络下载.class文件
从zip, jar等归档文件中加载.class文件
从专有数据库中提取.class文件
将java源文件动态编译为.class文件

public class MyTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(MyChild1.str2);
    }
}


class MyParent1 {
    public static String str = "hello world";

    static {
        System.out.println("MyParent1 static block");
    }
}

class MyChild1 extends MyParent1 {

    public static String str2 = "welcome";

    static {
        System.out.println("MyChild1 static block");
    }

}

class MyChild2 extends MyParent1 {

    public static String str2 = "welcome";

    static {
        System.out.println("MyChild2 static block");
    }

}

对于静态字段来说, 只有直接定义了该字段的类才会被初始化
当一个类在初始化时, 要求其父类全部都已经初始化完毕了, 而且只会初始化一次

-XX:+TraceClassLoading, 用于追踪类的加载信息并打印出来

-XX:+<option> : 表示开启option选项 -XX:-<option> : 表示关闭option选项 -XX:<option>=<value> : 表示将option选项的值设置为value

public class MyTest2 {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(MyParent2.str);
    }
}

class MyParent2 {

    public static final String str = "hello world";

    static {
        System.out.println("MyParent2 static block");
    }
}

常量在编译阶段就会存入到调用这个常量的方法所在的类的常量池当中, 本质上, 调用类并没有直接引用到定义常量的类, 因此并不会触发定义常量的类的初始化
注意: 这里指的是将常量存放到了MyTest2的常量池中, 之后MyTest与MyParent2就没有任何关系了; 甚至, 我们可以将MyParent的class文件删除

public class MyTest3 {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(MyParent3.str);
    }
}

class MyParent3 {
    public static final String str = UUID.randomUUID().toString();

    static {
        System.out.println("MyParent3 static code");
    }
}

当一个常量的值并非编译期间可以确定, 那么其值就不会被放到调用类的常量池中, 这时在程序运行时, 会导致主动使用这个常量所在的类, 显然会导致这个类被初始化.

public class MyTest4 {

    public static void main(String[] args) {
//        MyParent4 myParent4 = new MyParent4();
//        System.out.println("-----------");
//        MyParent4 myParent5 = new MyParent4();

        MyParent4[] myParent4s = new MyParent4[1];
        System.out.println(myParent4s.getClass());
        MyParent4[][] myParent4s1 = new MyParent4[1][];
        System.out.println(myParent4s1.getClass());

        System.out.println(myParent4s.getClass().getSuperclass());
        System.out.println(myParent4s1.getClass().getSuperclass());
    }
}

class MyParent4 {
    static {
        System.out.println("MyParent4 static block");
    }
}

对于数组实例来说, 其类型是由JVM在运行期动态生成的, 表示为[Lcom.shengsiyuan.jvm.classloader.MyParent4这种形式. 动态生成的类型, 其父类型就是Object.
对于数组来说, JavaDoc经常将构成数组的元素为Component, 实际上就是将数组降低一个维度后的类型