类加载
在java代码中,类型的加载,连接与初始化过程都是在程序运行期间完成的
类型:表示的Object本身,并不是指一个对象,也就是class. 运行期间:表示的是一种runtime的概念,在运行期间完成就可以提供更大的灵活性,增加了更多的可能性java虚拟机与程序的生命周期
在如下几种情况下,java虚拟机将结束生命周期:
- 执行了System.exit()方法
- 程序正常执行结束
- 程序在执行过程中遇到了异常或错误而异常终止
- 由于操作系统出现错误而导致java虚拟机进程终止
类的加载,连接与初始化
加载:查找并加载类的二进制数据
连接:- 验证:确保被加载的类的正确性
- 准备:为类的静态变量分配内存,并将其初始化默认值
- 解析:把类中的符号引用转换成直接引用
初始化:为类的静态变量赋予正确地初始值
java程序对类的使用方式可分为两种
- 主动使用
- 被动使用 所有的java虚拟机实现必须在每个类或接口被java程序"首次主动使用"时才初始化他们
主动使用:
- 创建类的实例
- 访问某个类或接口的静态变量,或者对该静态变量赋值(getstatic, 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
- java虚拟机启动时被标明为启动类的类(包含main方法的类 )
- 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
除了以上七种情况,其他使用java类的方式都被看作是对类的被动使用,都不会导致类的初始化
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,然后在内存中创建一个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
- 从专门的数据库中提取.class文件
- 将java源文件动态编译为.class文件(如:动态代理,jsp转化成java类)
public class Mytest1 { public static void main(String[] args) { /** * MyParent1 static block * hello world * 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 * 只对父类主动使用了, 所以只加载了父类 */ //System.out.println(MyChild1.str); /** * MyParent1 static block * MyChild1 static block * welcome * 初始化一个类的子类的时候,父类也会被初始化 */ 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"); }} 例子2
package jvm.classloader;/** * 这里我们用javap -c MyTest2 反编译之后可以看到 * 几个助记符 * ldc表示int,float或是String类型的常量值从常量池中推送至栈顶 * bipush表示将单字节(-128 ~ 127) 的常量值推送至栈顶 * sipush表示将一个短整型常量值(-32768 ~ 32767)推送至栈顶 * iconst_1表示将int类型1推送至栈顶 * iconst 最多到5, 专门为-1~5提供了助记符(iconst_m1~iconst_5) * */public class MyTest2 { public static void main(String[] args) { /** * hello world * 如果str变量不加final则会把静态代码块打印出来 * 因为加了final就表示常量,所以在编译阶段就会被存入调用这个方法所在 * 的类的常量池中,本质上,调用类并没有直接饮用到定义常量类,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MyTest2与 * MyParent2就没任何关系了 * 甚至,我们可以将MyParent2的class文件删除 */ System.out.println(MyParent2.i); }}class MyParent2 { public static final String str = "hello world"; public static final short s = 127; public static final int i = 128; public static final int m= 1; static { System.out.println("MyParent2 static block"); }} 例子3
public class Mytest3 { public static void main(String[] args) { /** * 对于一个这样的必须在运行期间才能知道的值的话,把这个值放到常量池里面是没什么意义的 * 所以就不会放到常量池中.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 */ System.out.println(MyParent3.str); }}class MyParent3 { public static final String str = UUID.randomUUID().toString(); static { System.out.println("MyParent3 static code"); }} 例子4
/** * 助记符: * anewarray:表示创建一个引用类型的(如类,接口,数据)数据,并将其引用值压入栈顶 * newarray:表示创建一个指定的原始类型(如:int,float,char等)的数组,并将其引用值压入栈顶 */public class MyTest4 { public static void main(String[] args) { /** * 创建类的对象属于主动使用,所以会导致类的初始化 */ //MyParent4 myParent4 = new MyParent4(); /** * 这里类不会被初始化 * 对于数组实例来说,其类型是由JVM在运行期间动态生成的,表示为[Ljvm.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,实际上就输出将数组降低一个维度后的类型 * */ MyParent4[] myParent4s = new MyParent4[1]; System.out.println(myParent4s.getClass()); System.out.println(myParent4s.getClass().getSuperclass()); /** * [I * java.lang.Object */ int[] ints = new int[1]; System.out.println(ints.getClass()); System.out.println(ints.getClass().getSuperclass()); }}class MyParent4 { static { System.out.println("Myparent4 static block"); }} 例子5
/** * 当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(如引用接口中所定义的常量时),才会初始化 */public class MyTest5 { public static void main(String[] args) { System.out.println(MyChild5.b); }}class MyParent5 { //public static int a = 5; public static int a = new Random().nextInt(5);}class MyChild5 extends MyParent5 { public static int b = 6; //public static int b = new Random().nextInt(4);} 例子6
public class MyTest6 { public static void main(String[] args) { Singleton instance = Singleton.getInstance(); /** * 1: * counter1: 1 * counter2: 1 * * 2: * counter1: 1 * counter2: 0 * * 在类的加载中,连接阶段里面有个准备阶段,在准备阶段的时候,jvm会给 * 类分配内存,并将其初始化为默认值 * 然后再进行初始化,初始化时是按照我们所申明的变量从上到下的顺序去执行 * 所以改变变量的顺序的时候执行顺序也被改变 */ System.out.println("counter1: "+Singleton.counter1); System.out.println("counter2: "+Singleton.counter2); }}class Singleton { public static int counter1; //1 //public static int counter2=0; private static Singleton singleton = new Singleton(); private Singleton() { counter1++; counter2++;//如果在准备阶段没有附上默认值,那么这里是无法++的,所以准备阶段具有重要意义 } //2 public static int counter2=0; public static Singleton getInstance() { return singleton; }}