Java 類的初始化

在 Java 代碼中蔑鹦,如果要初始化一個靜態(tài)字段贮折,可以在聲明時直接賦值,也可以在靜態(tài)代碼塊中對其賦值芥炭。如果直接賦值的靜態(tài)字段被 final 所修飾,并且它的類型是基本類型或字符串時恃慧,那么該字段便會被 Java 編譯器標(biāo)記為常量值(ConstantValue)园蝠,其初始化直接由 Java 虛擬機(jī)完成。除此之外的直接賦值操作糕伐,以及所有靜態(tài)代碼塊中的代碼砰琢,則會被 Java 編譯器置于同一方法中,并把它命名為 <clinit> 。

類加載的最后一步是初始化陪汽,便是為標(biāo)記為常量值的字段賦值训唱,以及執(zhí)行 <clinit> 方法的過程。 Java 虛擬機(jī)會通過加鎖來確保 <clinit> 方法僅被執(zhí)行一次挚冤。 只有當(dāng)初始化完成之后况增,類才正式成為可執(zhí)行的狀態(tài)。

JVM規(guī)范枚舉了下述幾種情況:

  1. 當(dāng)虛擬機(jī)啟動時训挡,初始化用戶指定的主類
  2. 當(dāng)遇到調(diào)用 靜態(tài)方法 的指令時澳骤,初始化該靜態(tài)方法所在的類
  3. 當(dāng)遇到訪問 靜態(tài)字段 的指令時,初始化該靜態(tài)字段所在的類
  4. 當(dāng)遇到用以新建目標(biāo)類實例的 new 指令時澜薄,初始化 new 指令的目標(biāo)類
  5. 子類的初始化會觸發(fā)父類的初始化
  6. 如果一個接口定義了 default 方法为肮,那么直接或者間接實現(xiàn)該接口的類的初始化,會觸發(fā)該接口的初識化
  7. 使用反射 API 對某個類進(jìn)行反射調(diào)用時肤京,初始化這個類
  8. 當(dāng)初次調(diào)用 MethodHandle 實例時颊艳,初始化該 MethodHandle 指向的方法所在的類

下面的示例代碼逐個演示上述幾種情況:

import java.lang.invoke.MethodHandle;
import java.lang.invoke.MethodHandles;
import java.lang.invoke.MethodType;
import java.lang.reflect.Method;

public class Main {

    static {
        System.out.println("1. 當(dāng)虛擬機(jī)啟動時,初始化用戶指定的主類");
    }


    public static void main(String[] args) throws Throwable {

        // Scenario 1,2,3,4
        Scenario2.getInstance();

        // Scenario 5
        new Scenario5();
        // Scenario 6
        new Scenario6Impl();
        // Scenario 7
        Class<?> clazz = Class.forName("Scenario7");
        Method method = clazz.getMethod("doSomething", String.class);
        method.invoke(clazz.newInstance(), "somevalue");

        // Scenario 8
        MethodType mt = MethodType.methodType(void.class, int.class);
        MethodHandle handle = MethodHandles.lookup().findStatic(Scenario8.class,"println", mt);
        handle.invoke(1);
    }
}


class Scenario2 {

    static {
        System.out.println("2. 當(dāng)遇到調(diào)用 靜態(tài)方法 的指令時忘分,初始化該靜態(tài)方法所在的類");
    }

    private static class Scenario3 {
        static {
            System.out.println("3. 當(dāng)遇到訪問 靜態(tài)字段 的指令時棋枕,初始化該靜態(tài)字段所在的類");
        }

        static final Scenario4 INSTANCE = new Scenario4();
    }

    public static Scenario4 getInstance() {
        return Scenario3.INSTANCE;
    }
}

class Scenario4 {
    static {
        System.out.println("4. 當(dāng)遇到用以新建目標(biāo)類實例的 new 指令時,初始化 new 指令的目標(biāo)類");
    }
}

class Scenario5Parent {
    static {
        System.out.println("5. 1) 子類的初始化會觸發(fā)父類的初始化");
    }
}

class Scenario5 extends Scenario5Parent {
    static {
        System.out.println("   2) 子類的初始化");
    }
}

interface Scenario6 {

    Scenario6Field field = new Scenario6Field();

    default void doSomething() {

    }

}

class Scenario6Field {
    static {
        // 如果刪除接口中的default方法妒峦,則不會出發(fā)Scenario6Field的初始化重斑,就不會打印下面這條語句
        System.out.println("6. 1) 如果一個接口定義了 default 方法,那么直接或者間接實現(xiàn)該接口的類的初始化肯骇,會觸發(fā)該接口的初識化 (如果刪除接口中的default方法窥浪,則不會出發(fā)Scenario6Field的初始化,就不會打印這條語句)");
    }
}

class Scenario6Impl implements Scenario6 {
    static {
        System.out.println("   2) 初始化接口實現(xiàn)類");
    }
}

class Scenario7 {

    static {
        System.out.println("7. 使用反射 API 對某個類進(jìn)行反射調(diào)用時累盗,初始化這個類");
    }

    public void doSomething(String param) {
    }

}

class Scenario8 {
    static {
        System.out.println("8. 當(dāng)初次調(diào)用 MethodHandle 實例時寒矿,初始化該 MethodHandle 指向的方法所在的類");
    }

    public static void println(int param) {
        System.out.println("    print: " + param);
    }
}

輸出結(jié)果:

1. 當(dāng)虛擬機(jī)啟動時,初始化用戶指定的主類
2. 當(dāng)遇到調(diào)用 靜態(tài)方法 的指令時若债,初始化該靜態(tài)方法所在的類
3. 當(dāng)遇到訪問 靜態(tài)字段 的指令時,初始化該靜態(tài)字段所在的類
4. 當(dāng)遇到用以新建目標(biāo)類實例的 new 指令時拆融,初始化 new 指令的目標(biāo)類
5. 1) 子類的初始化會觸發(fā)父類的初始化
   2) 子類的初始化
6. 1) 如果一個接口定義了 default 方法蠢琳,那么直接或者間接實現(xiàn)該接口的類的初始化,會觸發(fā)該接口的初識化 (如果刪除接口中的default方法镜豹,則不會出發(fā)Scenario6Field的初始化傲须,就不會打印這條語句)
   2) 初始化接口實現(xiàn)類
7. 使用反射 API 對某個類進(jìn)行反射調(diào)用時,初始化這個類
8. 當(dāng)初次調(diào)用 MethodHandle 實例時趟脂,初始化該 MethodHandle 指向的方法所在的類
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