代码编译的结果从本地机器码转变为字节码。
Java虚拟机把描述类的数据从Class文件加载到内存,并对数据进行校验、转换解析和初始化,最终形成可以被虚拟机直接使用的Java类型,这个过程被称作虚拟机的类加载机制。
在Java语言里面,类型的加载、连接和初始化过程都是在程序运行期间完成的,这种策略让Java语言进行提前编译会面临额外的困难,也会让类加载时稍微增加一些性能开销, 但是却为Java应用提供了极高的扩展性和灵活性,Java天生可以动态扩展的语言特性就是依赖运行期动 态加载和动态连接这个特点实现的。
每个Class文件都有代表着Java语言中的一个类或接口的可能
本章所提到的“Class文件”也并非特指某个存在于 具体磁盘中的文件,而应当是一串二进制字节流,无论其以何种形式存在,包括但不限于磁盘文件、 网络、数据库、内存或者动态产生等。
一、类加载的时机
一个类型从被加载到虚拟机内存中开始,到卸载出内存为止,它的整个生命周期将会经历:
1.加载 (Loading)、2.验证(Verification)、3.准备(Preparation)、4.解析(Resolution)、5.初始化 (Initialization)、6.使用(Using)、7.卸载(Unloading)七个阶段,其中验证、准备、解析三个部分统称为连接(Linking)。
加载、验证、准备、初始化和卸载这五个阶段的顺序是确定的
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。
1.必须初始化的六种情况:
1.遇到new、getstatic、putstatic或invokestatic这四条字节码指令时。(使用new关键字实例化对象、读取或设置一个类型的静态字段(被final修饰、已在编译期把结果放入常量池的静态字段除外)、调用一个类型的静态方法的时候)。
2.使用java.lang.reflect包的方法对类型进行反射调用的时候
3.当初始化类的时候,如果发现其父类还没有进行过初始化,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(包含main()方法的那个类),虚拟机会先 初始化这个主类。
5.当使用JDK 7新加入的动态语言支持时,如果一个java.lang.invoke.MethodHandle实例最后的解析结果为REF_getStatic、REF_putStatic、REF_invokeStatic、REF_newInvokeSpecial四种类型的方法句柄,并且这个方法句柄对应的类没有进行过初始化,则需要先触发其初始化。
6.当一个接口中定义了JDK 8新加入的默认方法(被default关键字修饰的接口方法)时,如果有 这个接口的实现类发生了初始化,那该接口要在其之前被初始化。
2.初始化注意:
1.除上述六种情况,所有引用类型的方式都不会触发初始化,称为被动引用。
2.对于静态字段, 只有直接定义这个字段的类才会被初始化。至于是否要触发子类的加载和验证阶段,在《Java虚拟机规 范》中并未明确规定,所以这点取决于虚拟机的具体实现。对于HotSpot虚拟机来说,可通过-XX: +TraceClassLoading参数观察到此操作是会导致子类加载的。
3.通过数组定义来引用类,不会触发此类的初始化
4.常量在编译阶段会存入调用类的常量池中,本质上没有直接引用到定义常量的类,因此不会触发定义常量的类的初始化 。
3.接口的初始化
接口的加载过程与类加载过程稍有不同,但是接口也有初始化过程, 这点与类是一致的,类可以使用静态语句块“static{}”来输出初始化信息的,而接口中不能使用“static{}”语句块,但编译器仍然会为接口生成“<clinit>()”类构造器
接口与类真正有所区别的是前面讲述的六种“有且仅有”需要触发初始化场景中的第三种: 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,并不要求其父接口全部都完成了初始化,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。