面试中常考的“类加载时机”严格来说指“类的初始化时机”。
解释类加载与初始化
首先,区分类加载classloading与类生命周期中的加载loading阶段:
类加载classloading通常不单单指类的加载loading阶段,而指类从加载loading到初始化initialization阶段的这一段时间内的行为。
那么,什么情况下需要开始加载loading呢?JVM规范中并没有强制约束,取决于虚拟机的具体实现。但是对于初始化initialization阶段,JVM规范则严格规定了有且只有5种情况必须立即对类进行“初始化”(因此,加载、验证、准备、解析自然需要在此之前开始)。
因此,面试中常考的“类加载时机”严格来说指“类的初始化时机”。用于演示类加载顺序的静态语句块、静态变量赋值等操作也是在初始化时机完成的。
类的完整生命周期如下:
什么时候初始化
4种常见场景:
- 当虚拟机启动时,用户需要指定一个要执行的主类
MainClass
(即包含psvm方法的那个类),虚拟机会先初始化这个主类。 - 遇到
new
、getstatic
、putstatic
或invokestatic
这4条字节码指令时。生成这4条指令的典型Java代码场景是:- 使用
new
关键字实例化对象。 - 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。 - 调用一个类的静态方法。
- 使用
- 当初始化一个类的时候,如果发现其父类还没有初始化,则需要先触发其父类的初始化。
- 使用
java.lang.reflect
包的方法对类进行反射调用时。
除此之外,比较常用的另一个场景是调用
Class.forName()
方法时,可指定initialize
参数为true,最后通过JNI加载类并初始化。
1种不常见场景:
- 当使用JDK 1.7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_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。
对于这5种场景,虚拟机规范中使用了一个很强烈的限定语:“有且只有”。
这5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
。
我们不需要去关注被动引用。被动引用仅仅指那些看上去向主动引用,实际上却不是的情况,如:
- 通过子类引用父类的静态字段,不会导致子类初始化(如何实现?)
- 通过数组定义类引用类,不会触发此类的初始化(JVM为每个数组生成专有的类型,比如数组
A[]
的类型是[A
)- 引用常量,不会触发此类的初始化(常量在编译阶段会存入调用类的常量池中(
常量传播
),运行期也就没有直接引用到定义常量的类)
参考: