Class类型通常以文件的形式存在(当然,任何二进制流都可以是class类型),只有被java虚拟机装在的class类型才能在程序中使用。系统装载Class类型可以分为加载、连接和初始化3个步骤。其中连接又可分为验证、准备、解析3步。
装载类的条件:
Class只有在必要的时候才会被装载,JVM虚拟机不会无条件地加载Class类型。Java虚拟机规定,一个类或接口在初次使用前,必须要进行初始化。这里指的“使用”,是主动使用、主动使用只有下列几种情况。
1、当创建一个类的实例的时候,new关键字、或者通过反射、克隆、反序列化。
2、当调用类的静态方法时,即当使用了字节码invokestatic指令。
3、当使用类或接口的静态字段时(final常量外)。
4、当使用java.lang.reflect包中的方法反射类的方法时。
5、初始化子类时,要求先初始化父类。
6、作为启动虚拟机,含有main()方法的那个类。
1、
public class Student {
public static String name ="liumou";
static{
System.out.println("student完成装载");
}
}
public class test {
public static void main(String[] args) {
Student student=new Student();
}
}
输出结果是:student完成装载,说明student已经装载完成。
2、删除main中的方法改为
public static void main(String[] args) {
String name=Student.name;
}
输出结果:student完成装载,说明调用类的静态变量可以完成该类的装载。
3、在student类中添加静态变量方法
public static void staticMethod(){
System.out.println("调用了student的静态方法");
}
在test类中用调用staticMethod()方法。
输出结果:student完成装载
调用了student的静态方法
说明:调用类的静态方法是可以完成类的装载。
4、同样是student类,继承Person。
public class Student extends Person{
public final static String name ="liumou";
static{
System.out.println("student完成装载");
}
public static void staticMethod(){
System.out.println("调用了student的静态方法");
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println("student可以被装载");
}
}
public class Person {
static {
System.out.println("父类Person完成装载");
}
public static void methodStatic(){
System.out.println("父类PerSon的方法");
}
}
(1) 在test类中,新建student对象。
输出结果:父类Person完成装载
student完成装载
调用了student的静态方法
结论:对象装载之前需先装载其父类,然后才能装载自己。
(2)在test类中,调用子类调用父类的静态方法methodStatic(),(子类并未覆盖此方法)。
输出结果:父类Person完成装载
父类PerSon的方法
结论:当子类调用父类的静态方法,子类是不会进行装载的。此时的装载,代表的是此时的子类student并未初始化,但是已经被系统加载。使用-XX:+TraceClassLoading可以看日志装载情况。
(3)在test方法中,调用Student的name属性(final修饰的静态变量)。
输出结果:只有“liumou”
结论:说明调用类的final修饰的静态变量不会进行类的装载。此时类连加载都没有。
注:这里说明其他类调用一个类的final修饰的变量时,是不会存在类的加载的,是在编译时直接放在常量池的。
1、加载类
加载类处于类加载的第一个阶段。在加载类时,Java虚拟机必须完成以下工作:
- 通过类的全名,获取类的二进制数据流
- 解析类的二进制数据流为方法区内的数据结构
- 创建java.lang.Class类的实例,表示该类型
2、验证
2.1、验证类
格式检查 | 魔数检查 版本检查 长度检查 |
语义检查 | 是否继承了final 是否继承了父类 抽象方法是否实现... |
字节码验证 | 跳转指令是否指向正确位置 操作数类型是否合理 |
符号引用验证 | 符号引用的直接引用是否存在 |
2.2、准备
当一个类验证通过时,虚拟机就会进入准备阶段。在这个阶段,虚拟机就会为这个类分配相应的内存空间,并设置初始值。
int:0
long:0L
short:(short)0
char: \u000
boolean: false
reference: null
float: 0f
double: 0f
当类中存在常量字段,分情况。在准备阶段,是不会发生字节码行为的。
public static final String constString ="const";
当静态变量被final修饰后,该常量 constString在准备阶段被附上字符串"const"
但是如果没有final修饰过,仅仅作为普通变量:
public static String cString="const"
此时, cString的赋值在函数<clinit>中发生,属于java字节码的行为,此时是在初始化中赋值(后面会说到)
2.3、解析类
在准备阶段完成后,进入解析阶段。解析阶段的工作就是讲类、接口、字段和方法的符号引用转化为直接引用。
符号引用就是字面量的引用。就是在class类文件中,通过常量池进行大量的符号引用。
3、初始化
类的初始化是类的装载的最后一个阶段。如果前面的步骤都没有问题,那么表示类可以顺利的装载到系统中。此时,类才会执行java字节码。初始化阶段的重要是
执行类的初始化方法<clinit>。方法<clinit>是由编译器自动生成的,他是有类静态成员的赋值语句以及static语句块合并产生的。
由于加载一个类之前,虚拟机总是试图尝试加载该类的父类,因此父类的<clinit>总是在子类<clinit>之前被调用。也就是说,子类的static块优先级高于父类。
注:classLoader只负责类的加载,连接和初始化与classLoader无关。