类加载(初始化)时机

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:

class-loading

什么时候初始化

4种常见场景:

  1. 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。
  2. 遇到newgetstaticputstaticinvokestatic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:
    1. 使用new关键字实例化对象。
    2. 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。
    3. 调用一个类的静态方法。
  3. 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。
  4. 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:

  1. 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_getStaticREF_putStaticREF_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:

扫描微信关注我
微信公众号二维码
本文链接:类加载(初始化)时机
作者:猴子007
出处:https://monkeysayhi.github.io
本文基于 知识共享署名-相同方式共享 4.0 国际许可协议发布,欢迎转载,演绎或用于商业目的,但是必须保留本文的署名及链接。
我是猴子007,<br>一只非常特殊的动物,<br>可以从事程序的开发、维护,<br>经常因寻找香蕉或母猿而无心工作。