虚拟机类加载机制

二、类加载的 

类从被加载到虚拟机内存中开始, 到卸载出内存为止, 它的的整个生命周期包括:加载, 验证, 准备, 解析, 初始化, 使用, 和 卸载 7个阶段. 其中验证,准备,解析 3个部分统称为连接, 加载, 验证, 准备, 初始化和卸载这5个阶段的顺序是确定的,类的加载过程必须按照这种顺序按部就班地开始,而解析阶段则不一定;它在某些情况下可以在初始化阶段之后再开始,这是为了支持java语言的运行时绑定(也称为动态绑定或晚期绑定). 注意,按部就班的"开始", 而不是按部就班地"进行"或"完成", 强调这点是因为这些阶段通常都是互相交叉地混合式进行的,通常会在一个阶段执行的过程中调用,激活另外一个阶段.

什么情况下需要开始类加载过程的第一个阶段: 加载? java虚拟机规范中并没有进行强制约束, 这点可以交给虚拟机的具体实现来自由把握. 但是对于初始化阶段, 虚拟机规范则是严格规定了有且只有5种情况必须立即对类进行"初始化"(而加载, 验证,准备自然需要在此之前开始):

1) 遇到new, getstatic,putstatic或invokestatic这4条字节码指令时,如果类没有进行过初始化,则需要先触发其初始化. 生成这4条指令的最常见的java代码场景是: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,已在编译期把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,如果发现其你类还没有进行初始化, 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, 虚拟机会先初始化这个主类.

5) 当使用JDK1.7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_getStaic,REF_putStaic,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.

这于这5种会触发类进行初始化的场景, 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,所有引用类的方式不会触发初始化,称为被动引用.

有一点需要特点注意的是,如果在类中有一个static final量并且已经初始化, 那么在另外的类的主方法中即使直接打印这个常量, 在程序执行时也不会加载这个类.这是因为在java源码中引用了这个类的常量 ,但其实在编译阶段通过常量传播优化, 已经将此常量的值存储到了另外的类的常量池中,以后另外的类的对于这个类的常量的引用实际都被转化为另外的类对自身常量池的引用了,也就是说, 实际上另外的类的类文件之中并没有这个类的符号引用入口, 这两个类在编译成class之后就不存在任何联系了.

接口的加载过程与类加载过程稍有一些不同, 针对接口需要做一些特殊的说明:接口也有初始化过程, 这点与类是一致的, 接口中不能使用static{}静态语句块, 但编译器仍然会为接口生成"<clinit>()"类构造器, 用于初始化接口中所定义的成员变量. 接口与类真正有所区别的是前面的5种"有且仅有"需要开始初始化场景中的第3种;当一个类在初始化时,要求其父类全部都已经初始化过了,但是一个接口在初始化时,并不要求其父接口都完成了初始化, 只有在真正使用到父接口的时候(如引用接口中定义的常量)才会初始化.