Java虚拟机的加载、连接和初始化

Java虚拟机在类的加载、连接和初始化阶段都做了哪些工作？

答：（1）加载阶段：查找并加载类的二进制数据。

（2）连接阶段：包括验证、准备和解析类的二进制数据。

验证：确保被加载的类是正确的。

准备：为类的静态变量分配内存，并将其初始化为默认值。

解析：把类中的符号引用都替换成直接引用。

（3）初始化：给类的静态变量赋予正确的初始值。

在类或接口被加载和连接的时机上，Java虚拟机规范给实现提供了一定的灵活性，但是它严格定义了初始化的时机，就是所有Java虚拟机实现必须在每个类或者接口被Java程序“首次主动使用”时才初始化它们。

Java类在哪些情况下才会被初始化？

答：根据Java虚拟机规范，只有在程序首次主动使用一个类或者接口时才会初始化它。要说明Java类在哪些情况下会被初始化，就是要找出哪些活动被视作程序对类或接口的主动使用。主要6个活动会使得Java类被初始化：

（1）最基本的就是创建类的实例，这个肯定是要对类进行初始化的。创建类的实例的途径主要有：使用new语句创建实例，或者通过反射、克隆以及反序列化手段来创建实例。

（2）调用类的静态方法。

（3）访问某个类或者接口的静态变量，或者对该静态变量赋值。

（4）调用Java API中某些反射方法，比如调用Class.forName("xxx")方法，假定xxx类还没有被初始化，那么forName()方法就会初始化xxx类，然后返回代表这个类的Class实例。

（5）初始化一个类的子类。对子类的初始化可以看作对它父类的主动使用，因此会初始化它的父类。

（6）Java虚拟机启动时被标明为启动类的类。比如，我们使用Java xxx来执行程序，那么这个xxx被看作是启动类，Java虚拟机会首先初始化它。

除了以上6中情况，其他使用Java类的情况都会被看作类的被动使用，都不会导致类的初始化。

举一个例子说明一下Java虚拟机不对类进行初始化的情况：

[java] view
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import java.lang.*;

class UnloadedClassTesting{

public static final int a=2*3;

static {

System.out.println("Class Loaded!!");

}

}

public class TestInit{

public static void main(String[] args){

System.out.println("a="+UnloadedClassTesting.a);

}

}

程序段打印的结果是：

Lab-Computer-0db2f6:JavaExercises labuser$ javac TestInit.java

Lab-Computer-0db2f6:JavaExercises labuser$ java TestInit

a=6

Lab-Computer-0db2f6:JavaExercises labuser$

显然没有对UnloadedClassTesting类进行初始化，UnloadedClassTesting类中的变量a是编译时常量，在编译阶段就已经计算初始化好了，当使用UnloadedClassTesting.a访问变量a的时候并没有导致类的初始化。

但是，如果上面的实例中的静态常量在编译阶段不能取得固定的值，那么程序对类的这种变量的使用，被看作时对类主动使用，会导致类的初始化。把上面的例子稍微改动一下：

[java] view
plaincopy

import java.lang.*;

import java.util.*;

class UnloadedClassTesting{

public static final int a=(int)(Math.random()*10)/10+1;

static {

System.out.println("Class Loaded!!");

}

}

public class TestInit{

public static void main(String[] args){

System.out.println("a="+UnloadedClassTesting.a);

}

}

<div class="Egm700">

</div>

程序运行的结果：

Lab-Computer-0db2f6:JavaExercises labuser$ javac TestInit.java

Lab-Computer-0db2f6:JavaExercises labuser$ java TestInit

Class Loaded!!

a=1

可以从结果中看出，类已经被加载和初始化了。