類的生命周期

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其中怜校，加載，驗(yàn)證注竿，準(zhǔn)備茄茁，初始化和卸載這5個(gè)階段的順序是確定的，類的加載過程必須按照這種順序開始巩割，而類的解析不一定裙顽，類的解析可能在初始化階段之后再開始，這是為了支持Java語言的動態(tài)綁定

Java的動態(tài)綁定和靜態(tài)綁定

在Java中宣谈，當(dāng)你調(diào)用一個(gè)方法時(shí)愈犹，可能會在編譯時(shí)期（compile time）解析（resolve），也可能實(shí)在運(yùn)行時(shí)期（runtime）解析闻丑，這全取決于到底是一個(gè)靜態(tài)方法（static method）還是一個(gè)虛方法（virtual method）漩怎。如果是在編譯時(shí)期解析，那么就稱之為靜態(tài)綁定（static binding）嗦嗡，如果方法的調(diào)用是在運(yùn)行時(shí)期解析勋锤，那就是動態(tài)綁定（dynamic binding）或者延遲綁定（late binding）。Java是一門面向?qū)ο蟮木幊陶Z言酸钦，優(yōu)勢就在于支持多態(tài)（Polymorphism）怪得。多態(tài)使得父類型的引用變量可以引用子類型的對象。如果調(diào)用子類型對象的一個(gè)虛方法（非private,final or static）卑硫，編譯器將無法找到真正需要調(diào)用的方法，因?yàn)樗赡苁嵌x在父類型中的方法蚕断，也可能是在子類型中被重寫（override）的方法欢伏，這種情形，只能在運(yùn)行時(shí)進(jìn)行解析亿乳，因?yàn)橹挥性谶\(yùn)行時(shí)期硝拧，才能明確具體的對象到底是什么。這也是我們俗稱的運(yùn)行時(shí)或動態(tài)綁定（runtime or dynamic binding）葛假。另一方面障陶，private static和final方法將在編譯時(shí)解析，因?yàn)榫幾g器知道它們不能被重寫聊训，所有可能的方法都被定義在了一個(gè)類中抱究，這些方法只能通過此類的引用變量進(jìn)行調(diào)用。這叫做靜態(tài)綁定或編譯時(shí)綁定（static or compile time binding）带斑。所有的private,static和final方法都通過靜態(tài)綁定進(jìn)行解析鼓寺。這兩個(gè)概念的關(guān)系勋拟，與“方法重載”（overloading，靜態(tài)綁定）和“方法重寫”（overriding妈候，動態(tài)綁定）類似敢靡。動態(tài)綁定只有在重寫可能存在時(shí)才會用到，而重載的方法在編譯時(shí)期即可確定（這是因?yàn)樗鼈兛偸嵌x在同一個(gè)類里面）

總而言之苦银，其區(qū)別如下：

①靜態(tài)綁定在編譯時(shí)期啸胧，動態(tài)綁定在運(yùn)行時(shí)期。

②靜態(tài)綁定只用到類型信息幔虏，方法的解析根據(jù)引用變量的類型決定纺念，而動態(tài)綁定則根據(jù)實(shí)際引用的的對象決定

③在java中，private static 和 final 方法都是靜態(tài)綁定所计，只有虛方法才是動態(tài)綁定

④多態(tài)是通過動態(tài)綁定實(shí)現(xiàn)的柠辞。

類在何時(shí)會被初始化

• 遇到new（創(chuàng)建對象）， getstatic（讀取靜態(tài)字段）主胧，putstatic（設(shè)置靜態(tài)字段）叭首，invokestatic（執(zhí)行靜態(tài)方法）的指令的時(shí)候，類才會被初始化
• 使用Java類中的反射踪栋，對類進(jìn)行反射調(diào)用
• 當(dāng)初始化子類的時(shí)候發(fā)現(xiàn)父類還沒被初始化焙格，這時(shí)候會先初始化父類，然后再初始化子類
• JVM啟動的時(shí)候Java程序的入口main方法所在的類
• Java的動態(tài)語言支持：MethodHandler中有涉及到static字段的讀取或者設(shè)置夷都，static方法的調(diào)用眷唉，這些也需要類進(jìn)行初始化，JDK1.7中囤官，Java的方法也能過當(dāng)作方法的參數(shù)進(jìn)行傳遞冬阳，類似于c語言中的函數(shù)指針
• 只有以上這幾種情況才可能主動觸發(fā)類的初始化，其他的情況党饮，類的初始化都是被動的
  例如：

public class SubClass extends SuperClass {

    static {
        System.out.println("I am sub class!");
    }
}

public class SuperClass {

    public static int value = 9;

    static {
        System.out.println("I am super class!");
    }
}

public class DemoMain {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("test:" + SubClass.value);
    }

}

SuperClass中定義了一個(gè)static字段value肝陪，在程序運(yùn)行的時(shí)候通過子類區(qū)調(diào)用value，這時(shí)候只會對SuperClass進(jìn)行初始化刑顺，而不會對SubClass初始化氯窍，運(yùn)行結(jié)果如下：

I am super class!
test:9

所以對于靜態(tài)字段的引用，雖然是SubClass.value蹲堂，但是由于value是static的狼讨，并且是在SuperClass中聲明的，所以只會初始化SuperClass柒竞，當(dāng)使用SubClass.value來訪問value的時(shí)候政供，這時(shí)候是跟SubClass無關(guān)的，父類中的static字段或者static方法是可以被子類覆蓋的，如果子類中有相同的聲明鲫骗，那么對于這個(gè)子類就會默認(rèn)覆蓋掉父類中對應(yīng)的聲明犬耻，如果子類中沒有相同的聲明，那么就直接繼承自父類中的相關(guān)方法或者變量执泰，但是static方法不具有多態(tài)枕磁，因?yàn)槎鄳B(tài)是對于一個(gè)對象來說才有多種形態(tài)，對于類來說沒有多態(tài)的概念术吝，而static方法就是相對于類而言的计济，因?yàn)閟tatic方法不具備多態(tài)特性，舉個(gè)例子：

A是父類排苍，B繼承自A

A b = new B();
b.callMethod();
這就是b對象的多態(tài)沦寂，A中聲明了callMethod方法，B中也可能也聲明了callMethod方法淘衙，那么在b對象調(diào)用callMethod方法的時(shí)候執(zhí)行的是B對象中重寫的callMethod方法传藏，這是在運(yùn)行期間才知道callMethod方法要調(diào)用的是B的方法，多態(tài)就是Java中的動態(tài)綁定彤守，在運(yùn)行期間才能確定具體調(diào)用的是哪一個(gè)方法

類加載過程

• 通過一個(gè)類的全限定名來獲取定義此類的二進(jìn)制流毯侦，這句話的意思是：java文件經(jīng)過編譯后會生成class文件，class文件只是字節(jié)碼具垫，這個(gè)機(jī)器無法識別侈离，所以在類加載的時(shí)候需要先把class字節(jié)碼轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的格式，這樣機(jī)器才能識別
• 將前面由class字節(jié)碼轉(zhuǎn)換過來的二進(jìn)制字節(jié)流代表的靜態(tài)存儲結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化成方法區(qū)的運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)筝蚕，這里我的理解是卦碾，一個(gè)類的信息（類全限定名，類中的方法起宽，字段等）是存儲在方法區(qū)中的洲胖，這里就是把二進(jìn)制字節(jié)流識別里面的一些類信息結(jié)構(gòu)，然后存儲到指定的方法去（這里其實(shí)說的很模糊）
• 在內(nèi)存中生成一個(gè)Class對象來作為方法區(qū)這個(gè)類的訪問入口

在類的加載過程中坯沪，數(shù)組的加載不需要類加載器來加載宾濒，而是java虛擬機(jī)直接創(chuàng)建的，但是數(shù)據(jù)中的元素如果還是一個(gè)類對象屏箍，那么這個(gè)元素對應(yīng)的類也需要類加載器來加載；在生成Class對象的時(shí)候需要注意橘忱，Class對象其實(shí)是一個(gè)對象赴魁，但是它是存在方法區(qū)中的，正常情況下Class對象的引用存在JVM棧中钝诚，而對象實(shí)際分配的內(nèi)存空間是在堆內(nèi)存中

類的驗(yàn)證

• 類的驗(yàn)證是為了確保class文件的字節(jié)流中的信息符合當(dāng)前虛擬機(jī)的要求颖御，并不會導(dǎo)致虛擬機(jī)出現(xiàn)崩潰，如果驗(yàn)證失敗了那么JVM會拋出一個(gè)java.lang.VerifyError異常或者其子類潘拱，我曾經(jīng)就遇到過這么一個(gè)異常疹鳄，比如在Android4.0的系統(tǒng)上ReflectiveOperationException這個(gè)異常類，但是在Android6.0上就有這個(gè)類芦岂，那么在6.0下面編譯成功的apk放到4.0系統(tǒng)上運(yùn)行瘪弓，如果是如下代碼就會在apk安裝啟動的時(shí)候就會報(bào)這個(gè)VerifyError異常：

try {
            // ...
        } catch (ReflectiveOperationException e) {
            
        }

但是如果修改成下面這種，在程序不運(yùn)行到這里的時(shí)候不會崩潰禽最，一切正常腺怯，一旦程序運(yùn)行到這里，那么就會報(bào)NoClassDefFoundError異常：

System.out.println("" + ReflectiveOperationException.class);

這個(gè)說明在程序運(yùn)行到這里的時(shí)候JVM才去加載ReflectiveOperationException這個(gè)類川无，但是加載失敗呛占，而前面一個(gè)是程序一啟動運(yùn)行的時(shí)候，JVM會去加載引用ReflectiveOperationException的這個(gè)類懦趋，并且加載成功了晾虑，然后就會對引用了ReflectiveOperationException的這個(gè)類進(jìn)行驗(yàn)證，說明JVM在解析try catch語句的時(shí)候是有所不同的

類驗(yàn)證主要做了以下幾種驗(yàn)證：

• 文件格式驗(yàn)證仅叫，例如魔數(shù)是否正確帜篇， 常量池中的常量是否有不被支持的常量類型（檢查常量tag標(biāo)志）等
• 元數(shù)據(jù)，這個(gè)其實(shí)就是驗(yàn)證語法的合法性惑芭，例如abstract修飾的父類方法是否被子類實(shí)現(xiàn)等
• 字節(jié)碼驗(yàn)證坠狡，這個(gè)很復(fù)雜，暫時(shí)不了解遂跟，也不想了解
• 符號引用的驗(yàn)證逃沿，符號中的字符串描述的全限定名是否能找到對應(yīng)的類，類中是否能找到指定的方法字段幻锁，符號引用中的類凯亮，字段，方法的訪問性（private哄尔，protected假消，public）是否能夠被成功訪問，如果不行就會拋出NoSuchFieldError岭接，NoSuchMethodError富拗，IllegalAccessError

類的準(zhǔn)備階段

• 準(zhǔn)備階段是為類變量分配內(nèi)存并設(shè)置初始值，這些變量所使用的內(nèi)存都是在方法區(qū)中分配的鸣戴，但是要注意啃沪，準(zhǔn)備階段所分配內(nèi)存的變量都是被static修飾的，如果是實(shí)例變量或者其他局部變量窄锅，那會隨著對象的實(shí)例化在堆內(nèi)存中分配创千，假設(shè)：

public static final int value = 9;

那么在類準(zhǔn)備階段后，由于value變量被static修飾，那么value的初始值會為0追驴，所以value就可以被其他類訪問械哟，當(dāng)類初始化之后，執(zhí)行了<clinit> ()方法殿雪，value的值才是9

類的解析

• 解析就是把class文件中的符號引用轉(zhuǎn)換成直接引用暇咆，符號引用就是類的全限定名，可以是任意的字面量冠摄，引用的目標(biāo)不一定已經(jīng)加載到內(nèi)存中糯崎，而直接引用就是直接指向目標(biāo)的指針，引用對象一定需要已經(jīng)被加載到內(nèi)存中河泳；Java中的多態(tài)（動態(tài)綁定）其實(shí)就是跟類的解析有關(guān)沃呢，類的解析可能發(fā)生在程序運(yùn)行期間（類初始化之后），因?yàn)閷τ诙鄳B(tài)來說在類的加載拆挥，驗(yàn)證薄霜，準(zhǔn)備過程中并不知道實(shí)際要調(diào)用哪一個(gè)對象的方法砚婆，只有在執(zhí)行代碼的時(shí)候才知道實(shí)際需要執(zhí)行哪一個(gè)對象的方法

類初始化

• 類初始化是類加載過程的最后一步了私植，初始化其實(shí)就是執(zhí)行構(gòu)造器的過程舷暮，構(gòu)造器是JVM自動生成的扒披，它是去自動搜集類的變量，靜態(tài)代碼塊中的語句合并產(chǎn)生的
• <clinit>()和類的構(gòu)造函數(shù)不同受裹，JVM會保證子類執(zhí)行<clinit>()方法之前會先執(zhí)行父類的<clinit>()方法宿百，不需要想構(gòu)造函數(shù)一樣需要顯式的調(diào)用父類的構(gòu)造函數(shù)壁公，所以O(shè)bject的<clinit>()一定是最先執(zhí)行的
• <clinit>()不是必須的洲拇，如果類中沒有對變量進(jìn)行賦值操作奈揍，也沒有靜態(tài)代碼塊，那么就沒有<clinit>()方法
• 虛擬機(jī)會保證<clinit>()方法在多線程的環(huán)境下同步執(zhí)行赋续，所以如果多線程同時(shí)去初始化一個(gè)類男翰，那么同一個(gè)時(shí)刻只有一個(gè)線程去執(zhí)行<clinit>()方法，其他線程都會等待纽乱，如果在一個(gè)類<clinit>()方法中有耗時(shí)人物蛾绎，可能造成多線程阻塞，例如在靜態(tài)代碼塊中執(zhí)行耗時(shí)操作

類加載器

• 類加載器（ClassLoader）注意一點(diǎn)鸦列，比較兩個(gè)類是否“相等”的前提必須是這兩個(gè)類必須是同一個(gè)類加載加載的才有意義租冠，如果A類是由ClassLoader1加載，同時(shí)A類也由ClassLoader2加載了一次薯嗤，那么ClassLoader1加載的A和ClassLoader2加載的A不屬于同一個(gè)類肺稀，雖然都來自同一個(gè)Class文件，但是由于是不同的類加載器加載的所以依然是兩個(gè)獨(dú)立的類
• 雙親委派模型应民，雙親委派模型的工作過程是如果一個(gè)類加載器收到了類加載的請求，它首先不會自己去嘗試加載這個(gè)類，而是把這個(gè)請求委派給父類的加載器去完成诲锹，每一個(gè)層次的類加載器都是如此繁仁，因此所以類加載請求最終都會傳送到頂層的啟動類加載器中，只有當(dāng)父類加載器反饋無法完成這個(gè)加載請求的時(shí)候归园，子類加載器才會嘗試自己去加載黄虱，使用雙親委派模型來進(jìn)行類加載的一個(gè)好處就是確保類加載的唯一性，例如Object對象被啟動類加載器加載過了庸诱，那么只要是java.lang.Object這個(gè)類全限定名來加載的都會去頂層的類加載器中找到已經(jīng)加載成功的Object對象捻浦，確保了Object的唯一性，避免不同的ClassLoader多次加載同一個(gè)類全限定名的類