JVM类生命周期与类的加载过程

你的名字 2023-06-18 06:54 28阅读 0赞

# JVM类生命周期与类的加载过程 #

类的生命周期：

![在这里插入图片描述][format_png]

.class文件被加载到虚拟机内存后才可生效。

类加载过程严格按照上述顺序“开始”，但不是按照上述顺序“进行”或“完成”，可能会交错。

## 1、关于类初始化时机 ##

当且仅当对一个类进行主动引用的时候才会触发初始化阶段。共有5种主动引用场景，详见文末参考文章。

其余被动引用不触发类的初始化，如：

1） 通过子类引用父类的静态字段，不会导致子类的初始化。

2）通过数组定义来引用类，不会触发该类的初始化。如：

public class NotInitialization{ 
        public static void main(String[] args){ 
            SClass[] sca = new SClass[10];
        }
    }

虚拟机并没有初始化Sclass， 而是触发了一个`[Lcn.edu.tju.rico.SClass`类的初始化，其中"\["代表数组，该类直接继承于Object，创建动作由字节码指令newarray触发。

3）常量在编译阶段会存入调用类的常量池中，不会触发定义该常量的类的初始化。如：

// 定义类
    public class ConstClass{ 
    
        static{ 
            System.out.println("ConstClass init!");
        }
    
        public static  final String CONSTANT = "hello world";
    }
    // 调用类
    public class NotInitialization{ 
        public static void main(String[] args){ 
            System.out.println(ConstClass.CONSTANT);
        }
    }/* Output: hello world *///:~

## 2、进一步解释生命周期的每一步 ##

### 1）加载 ###

参加文末参考文章

### 2）验证 ###

cafebabe，参见文末参考文章

### 3）准备阶段 ###

对类的static变量的内存分配(jdk1.8: 元空间直接内存中), 与第一次初始化（零值）。

注意：若是final 的static变量，则初始化为定义时所赋的值。

### 4）解析 ###

参加文末参考文章

### 5）初始化阶段 ###

第二次对类变量初始化，这一次是按照程序员的意志。

执行类构造器`<clinit>()`方法，整合，合并所有类变量的赋值动作和静态语句块，类似于对象创建（类的实例化）中的实例构造器`<init>()`。

> 注意：静态语句块只能访问到定义在静态语句块之前的变量，定义在它之后的变量，在前面的静态语句块可以赋值，但是不能访问。如下：
> 
>     public class Test{ 
>         static{ 
>             i=0;
>             System.out.println(i);//Error：Cannot reference a field before it is defined（非法向前应用）
>         }
>         static int i=1;
>     }
> 
> 那么注释报错的那行代码，改成下面情形，程序就可以编译通过并可以正常运行了:
> 
>     public class Test{ 
>         static{ 
>             i=0;
>             //System.out.println(i);
>         }
>     
>         static int i=1;
>     
>         public static void main(String args[]){ 
>             System.out.println(i);
>         }
>     }/* Output: 1 *///:~

虚拟机会保证在子类类构造器`<clinit>()`执行之前，父类的类构造`<clinit>()`执行完毕。

**虚拟机会保证一个类的类构造器在多线程环境中被正确的加锁、同步，如果多个线程同时去初始化一个类，那么只会有一个线程去执行这个类的类构造器，其他线程都需要阻塞等待，直到活动线程执行()方法完毕。且，在同一个类加载器下，一个类型只会被初始化一次**。

## 3、小结 ##

结合java对象的创建，我们可以归纳，创建一个java对象需要经历如下几个阶段：

**父类的类构造器() -> 子类的类构造器() -> 父类的成员变量和实例代码块 -> 父类的构造函数 -> 子类的成员变量和实例代码块 -> 子类的构造函数。**

## 4、案例分析(类的初始化与实例化的纠结) ##

public class StaticTest { 
        public static void main(String[] args) { 
            staticFunction();
        }
    
        static StaticTest st = new StaticTest();
    
        static {    //静态代码块
            System.out.println("1");
        }
    
        {        // 实例代码块
            System.out.println("2");
        }
    
        StaticTest() {     // 构造函数
            System.out.println("3");
            System.out.println("a=" + a + ",b=" + b);
        }
    
        public static void staticFunction() {    // 静态方法
            System.out.println("4");
        }
    
        int a = 110;    // 实例变量/成员变量
        static int b = 112;     // 静态变量
    }
    /* Output: 2 3 a=110,b=0 // 因为先进行了实例化，所以这里b是“准备”阶段的0值。 1 4 *///:~

我们看一下上述代码的执行过程：

> 1.  首先第3行调用StaticTest类的静态方法，触发了该类的初始化。
> 2.  类的初始化执行的第一步就是第6行语句。
> 3.  由于第6行是==类的实例化，也就是说，这里将类的实例话嵌入到了类的加载过程之中，在准备阶段之后，类的初始化之前。==类似这样：
> 
>     public class StaticTest { 
>         <clinit>(){ 
>             a = 110;    // 实例变量
>             System.out.println("2");        // 实例代码块
>             System.out.println("3");     // 构造函数中代码的执行
>             System.out.println("a=" + a + ",b=" + b);  // 构造函数中代码的执行
>             类变量st被初始化
>             System.out.println("1");        //静态代码块
>             类变量b被初始化为112
>         }
>     }
> 
> 所以就有了上述的输出。
> 
> 结论：**实例初始化不一定要在类初始化结束之后才开始初始化。**

参考文章：https://blog.csdn.net/justloveyou\_/article/details/72466105

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