前言

Java虛擬機(jī)把描述類的數(shù)據(jù)從Class文件加載到內(nèi)存，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)、轉(zhuǎn)換解析和初始化，最終形成可以被虛擬機(jī)直接使用的Java類型，這個(gè)過(guò)程被稱為虛擬機(jī)的類加載機(jī)制。

類加載的時(shí)機(jī)

一個(gè)類型從被加載到虛擬機(jī)內(nèi)存中開(kāi)始，到卸載除內(nèi)存為止，它的生命周期將會(huì)經(jīng)歷加載（Loading）、驗(yàn)證（Verification）、準(zhǔn)備（Preparation）、解析（Resolution）、初始化（Initialization）、使用（Using）和 卸載（Unloading）、七個(gè)階段，其中驗(yàn)證、準(zhǔn)備、解析三個(gè)部分統(tǒng)稱為連接（Linking）。
類的生命周期如下圖：

其實(shí)加載、驗(yàn)證、準(zhǔn)備、初始化和卸載這五個(gè)階段的順序是確定的，類型的加載過(guò)程必須按照這種順序按部就班地開(kāi)始，而解析階段則不一定：它在某些情況下可以在初始化階段之后再開(kāi)始，這是為了支持Java語(yǔ)音的運(yùn)行時(shí)綁定特性（也稱為動(dòng)態(tài)綁定或晚期綁定）。
在什么情況下需要開(kāi)始類加載過(guò)程的第一個(gè)階段“加載”，《Java虛擬機(jī)規(guī)則》中并沒(méi)有進(jìn)行強(qiáng)制約束，但是對(duì)于初始化階段《Java虛擬機(jī)規(guī)范》則是嚴(yán)格規(guī)定了有且只有以下六種情況必須立即對(duì)類進(jìn)行“初始化”。

1. 遇到new、getstatic、putstatic或invokestatic這四條字節(jié)碼指令時(shí)，如果類型沒(méi)有進(jìn)行過(guò)初始化，則需要先觸發(fā)其初始化階段。
   涉及到這四條指令的典型場(chǎng)景有：

• 使用new關(guān)鍵字實(shí)例化對(duì)的時(shí)候。
• 讀取或設(shè)置一個(gè)類型的靜態(tài)字段（被final修飾、已在編譯期把結(jié)果放入常量池的靜態(tài)字段除外）的時(shí)候。
• 調(diào)用一個(gè)類型的靜態(tài)方法的時(shí)候。

2. 使用 java.lang.reflect 包的方法對(duì)類型進(jìn)行反射調(diào)用的時(shí)候，如果類型沒(méi)有進(jìn)行過(guò)初始化，則需要先觸發(fā)其初始化。
3. 當(dāng)初始化類型的時(shí)候，如果發(fā)現(xiàn)其父類還沒(méi)有進(jìn)行過(guò)初始化，則需要先觸發(fā)其父類的初始化。
4. 當(dāng)虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)，用戶需要指定一個(gè)要執(zhí)行的主類（包含main()方法的那個(gè)類），虛擬機(jī)會(huì)先初始化這個(gè)主類。
5. 當(dāng)使用JDK7新加入的動(dòng)態(tài)語(yǔ)言支持時(shí)，如果一個(gè)java.lang.invoke.MethodHandle實(shí)例最后的解析結(jié)果為REF_getStatic、REF_putStatic、REF_invokeStatic、REF_newInvokeSpecial四種類型的方法句柄，并且這個(gè)方法句柄對(duì)應(yīng)的類沒(méi)有進(jìn)行過(guò)初始化，則需要先觸發(fā)其初始化。
6. 當(dāng)一個(gè)接口中定義了JDK8新加入的默認(rèn)方法（被default關(guān)鍵字修飾的接口方法）時(shí)，如果這個(gè)接口的實(shí)現(xiàn)類發(fā)生了初始化，那該接口要在其之前被初始化。
   除了以上的這個(gè)六種場(chǎng)景外，所有引用類型的方式都不會(huì)觸發(fā)初始化，稱為被動(dòng)引用。
   下面來(lái)看一下哪些是被動(dòng)引用：

例子??1：

父類

package com.jimoer.classloading;

/**
 * @author jimoer
 * @date Create in 2020/06/24 16:08
 * @description 通過(guò)子類引用父類的靜態(tài)字段，不會(huì)導(dǎo)致子類初始化。
 */
public class FatherClass {

    static {
        System.out.println("FatherClass init!!!!!");
    }

    public static int value = 666;

}

子類

package com.jimoer.classloading;

public class SonClass extends FatherClass{

    static {
        System.out.println("SonClass init!!!");
    }

}

測(cè)試類

@Test
public void testInitClass(){
    System.out.println(SonClass.value);
}

運(yùn)行結(jié)果：

FatherClass init!!!!!
666

通過(guò)運(yùn)行結(jié)果我們看到，只輸出了“FatherClass init!!!!!”，并沒(méi)有輸出“SubClass init!!!”，這是因?yàn)閷?duì)于使用靜態(tài)字段，只有直接定義這個(gè)字段的類才會(huì)被初始化，因此通過(guò)子類來(lái)引用父類中定義的靜態(tài)字段，并不會(huì)初始化子類。

例子??2：

/**
 * 通過(guò)數(shù)組定義來(lái)引用類，不會(huì)觸發(fā)此類的初始化
 */
@Test
public void testInitClass2(){
    FatherClass[] fathers = new FatherClass[5];
}

運(yùn)行結(jié)果：未打印任何信息。
通過(guò)運(yùn)行結(jié)果我們發(fā)現(xiàn)，并沒(méi)有打印出 FatherClass init!!!!! ，這說(shuō)明并沒(méi)有觸發(fā)Father類的初始化階段。但是這段代碼里面觸發(fā)了另一個(gè)名為“[Lcom.jimoer.classloading.FatherClass”的類的初始化階段，它是一個(gè)由虛擬機(jī)自動(dòng)生成的、直接繼承與java.lang.Object的子類，創(chuàng)建動(dòng)作由字節(jié)碼newarray觸發(fā)。這個(gè)類代表了一個(gè)元素類型為FatherClass的一維數(shù)組，數(shù)組中應(yīng)用的屬性和方法（length屬性和clone()方法）都實(shí)現(xiàn)在這個(gè)類里。

例子??3：

/**
 * @author jimoer
 * 常量在編譯階段會(huì)存入調(diào)用類的常量池中，
 * 本質(zhì)上沒(méi)有直接引用到定義常量的類，
 * 因此不會(huì)觸發(fā)定義常量的類的初始化。
 */
public class ConstantClass {
    
    static {
        System.out.println("ConstantClass init !!!");
    }
    
    public static final String CLASS_LOAD = "class load test !!!";
    
}

使用

/**
 * 使用常量
 */
@Test
public void testInitClass3(){
    System.out.println(ConstantClass.CLASS_LOAD);
}

運(yùn)行結(jié)果：

class load test !!!

通過(guò)運(yùn)行結(jié)果，我們看到當(dāng)在使用一個(gè)類的常量時(shí)，并不會(huì)初始化定義了常量的類。這是因?yàn)殡m然在Java源碼中確實(shí)引用了ConstatClass的類的常量CLASS_LOAD，但其實(shí)在編譯階段通過(guò)常量傳播優(yōu)化，已經(jīng)將此常量的值“class load test !!!”直接存儲(chǔ)在使用常量的類中的常量池中了，所以在使用ConstantClass.CLASS_LOAD時(shí)候，實(shí)際上都被轉(zhuǎn)化為在使用類自身的常量池的引用了。

接口也是有初始化過(guò)程的，上面的代碼都是用靜態(tài)語(yǔ)句塊“static {}”來(lái)輸出初始化信息的，而接口中不能使用static{}語(yǔ)句塊，但編譯器仍然會(huì)為接口生成“()”類構(gòu)造器，用于初始化接口中所定義的成員變量。
還有一點(diǎn)接口與類不同，當(dāng)一個(gè)類在初始化時(shí)，要求其父類全部都已經(jīng)初始化過(guò)了，但是在一個(gè)接口初始化時(shí)，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時(shí)候（例如引用接口中的常量）才會(huì)初始化。