編譯期常量與運(yùn)行期常量的區(qū)別
如下代碼執(zhí)行后會(huì)輸出什么結(jié)果规哲？
public class MyTest3 {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(MyParent3.str);
}
}
class MyParent3{
public static final String str = "hello";
static {
System.out.println("MyParent3 static code");
}
}
輸出
hello
修改后的代碼執(zhí)行后會(huì)輸出什么結(jié)果？
public class MyTest3 {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(MyParent3.str);
}
}
class MyParent3{
public static final String str = UUID.randomUUID().toString();
static {
System.out.println("MyParent3 static code");
}
}
輸出
MyParent3 static code
fa328c0d-a230-4126-a720-c04d101f3dc2
小結(jié)
當(dāng)一個(gè)常量的值并非編譯期間可以確定的诽表，那么其值就不會(huì)被放到調(diào)用類(lèi)的常量池中,這時(shí)在運(yùn)行時(shí)唉锌，會(huì)導(dǎo)致主動(dòng)使用這個(gè)常量所在的類(lèi)隅肥，顯然會(huì)導(dǎo)致這個(gè)類(lèi)被初始化。
數(shù)組創(chuàng)建本質(zhì)分析
如下代碼執(zhí)行后會(huì)輸出什么呢袄简？靜態(tài)代碼塊是否會(huì)執(zhí)行腥放？
public class MyTest4 {
public static void main(String[] args) {
MyParent4 myParent4 = new MyParent4();//首次主動(dòng)使用
}
}
class MyParent4 {
static {
System.out.println("MyParent4 static block");
}
}
輸出：
MyParent4 static block
上述代碼是對(duì)類(lèi)主動(dòng)使用情況之一：創(chuàng)建類(lèi)的實(shí)例（首次主動(dòng)使用）
我們?cè)趧?chuàng)建一個(gè)類(lèi)的實(shí)例看下執(zhí)行結(jié)果，靜態(tài)代碼塊會(huì)執(zhí)行幾次痘番？
public class MyTest4 {
public static void main(String[] args) {
MyParent4 myParent4 = new MyParent4();//首次主動(dòng)使用
System.out.println("============");
MyParent4 myParent41 = new MyParent4();
}
}
class MyParent4 {
static {
System.out.println("MyParent4 static block");
}
}
輸出
MyParent4 static block
============
非首次對(duì)類(lèi)的主動(dòng)使用不會(huì)導(dǎo)致類(lèi)的初始化捉片。
如下示例代碼會(huì)輸出什么結(jié)果？靜態(tài)代碼塊是否會(huì)執(zhí)行汞舱？數(shù)組類(lèi)型是什么伍纫？
public class MyTest4 {
public static void main(String[] args) {
MyParent4[] myParent4s = new MyParent4[1];
System.out.println(myParent4s.getClass());
MyParent4[][] myParent4s1 = new MyParent4[1][1];
System.out.println(myParent4s1.getClass());
System.out.println(myParent4s.getClass().getSuperclass());
System.out.println(myParent4s1.getClass().getSuperclass());
}
}
class MyParent4 {
static {
System.out.println("MyParent4 static block");
}
}
輸出
class [Lcom.leofight.jvm.classloader.MyParent4;
class [[Lcom.leofight.jvm.classloader.MyParent4;
class java.lang.Object
class java.lang.Object
小結(jié)
對(duì)于數(shù)組實(shí)例來(lái)說(shuō)，其類(lèi)型是由JVM在運(yùn)行期動(dòng)態(tài)生成的(類(lèi)似動(dòng)態(tài)代理)昂芜，表示為[Lcom.leofight.jvm.classloader.MyParent4這種形式莹规。動(dòng)態(tài)生成的類(lèi)型，其父類(lèi)型就是Object泌神。
對(duì)于數(shù)組來(lái)說(shuō)良漱，JavaDoc經(jīng)常將構(gòu)成數(shù)組的元素為Component，實(shí)際上就是將數(shù)組降低一個(gè)維度后的類(lèi)型欢际。
原生數(shù)據(jù)類(lèi)型數(shù)組對(duì)應(yīng)的數(shù)組類(lèi)型母市，示例代碼
public class MyTest4 {
public static void main(String[] args) {
int[] ints = new int[1];
System.out.println(ints.getClass());
System.out.println(ints.getClass().getSuperclass());
char[] chars = new char[1];
System.out.println(chars.getClass());
boolean[] booleans = new boolean[1];
System.out.println(booleans.getClass());
short[] shorts = new short[1];
System.out.println(shorts.getClass());
byte[] bytes = new byte[1];
System.out.println(bytes.getClass());
}
}
輸出：
class [I
class java.lang.Object
class [C
class [Z
class [S
class [B
助記符補(bǔ)充
anewarray:表示創(chuàng)建一個(gè)引用類(lèi)型的（如類(lèi)、接口损趋、數(shù)組）數(shù)組患久，并將其引用值壓入棧頂。
newarray:表示創(chuàng)建一個(gè)指定的原始類(lèi)型（如int浑槽、float蒋失、char等）的數(shù)組，并將其引用值壓入棧頂
接口初始化規(guī)則
public class MyTest5 {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(MyChild5.b);
}
}
interface MyParent5 {
public static final int a = 5;
}
interface MyChild5 extends MyParent5 {
public static final int b = 6;
}
編譯后刪除MyParent5和MyChild5的class文件桐玻，執(zhí)行輸出
6
修改代碼如下：
public class MyTest5 {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(MyChild5.b);
}
}
interface MyParent5 {
public static final int a = 5;
}
interface MyChild5 extends MyParent5 {
public static final int b = new Random().nextInt(2);
}
編譯后刪除MyParent5和MyChild5的class文件篙挽，執(zhí)行輸出
Exception in thread "main" java.lang.NoClassDefFoundError: com/leofight/jvm/classloader/MyChild5
Exception in thread "main" java.lang.NoClassDefFoundError: com/leofight/jvm/classloader/MyParent5
小結(jié)
當(dāng)一個(gè)接口在初始化時(shí)，并不要求父接口都完成了初始化
只有在真正使用到父類(lèi)接口的時(shí)候（如引用接口中所定義的常量時(shí)）镊靴，才會(huì)初始化
類(lèi)加載器準(zhǔn)備階段與初始化階段的重要意義分析
示例
public class MyTest6 {
public static void main(String[] args) {
Singleton singleton = Singleton.getSingleton();
System.out.println("counter1: " + Singleton.counter1);
System.out.println("counter2: " + Singleton.counter2);
}
}
class Singleton {
public static int counter1;
public static int counter2 = 0;
private static Singleton singleton = new Singleton();
private Singleton() {
counter1++;
counter2++;
}
public static Singleton getSingleton() {
return singleton;
}
}
輸出結(jié)果會(huì)是什么呢铣卡？
counter1: 1
counter2: 1
分析：
執(zhí)行Singleton.getSingleton()會(huì)調(diào)用public static Singleton getSingleton() { return singleton; }獲取Singleton的實(shí)例，會(huì)調(diào)用代碼private static Singleton singleton = new Singleton();接下來(lái)就會(huì)調(diào)用private Singleton() {counter1++; counter2++; },在調(diào)用構(gòu)造方法之前會(huì)給靜態(tài)變量賦值counter1=0偏竟，counter2=0算行；所以執(zhí)行為都為1。
調(diào)整上述代碼的順序苫耸，修改后代碼如下：
package com.leofight.jvm.classloader;
public class MyTest6 {
public static void main(String[] args) {
Singleton singleton = Singleton.getSingleton();
System.out.println("counter1: " + Singleton.counter1);
System.out.println("counter2: " + Singleton.counter2);
}
}
class Singleton {
public static int counter1;
private static Singleton singleton = new Singleton();
private Singleton() {
counter1++;
counter2++;//準(zhǔn)備階段的重要意義
}
public static int counter2 = 0;
public static Singleton getSingleton() {
return singleton;
}
}
輸出結(jié)果
counter1: 1
counter2: 0
分析：
靜態(tài)變量初始化是按照聲明的順序初始化的，public static int counter1 counter1初始化的初值為0（準(zhǔn)備階段給的默認(rèn)值）儡陨，然后private static Singleton singleton = new Singleton();初始化會(huì)調(diào)用構(gòu)造方法private Singleton() { counter1++; counter2++; }這里引用到了counter2褪子，counter2在準(zhǔn)備階段賦了默認(rèn)值0量淌，所以在這個(gè)階段，counter1嫌褪，counter2 都為1呀枢，繼續(xù)初始化public static int counter2 = 0;顯式的給counter2賦初值為0，所以counter1 =1笼痛，counter=0.
類(lèi)加載器深入解析及重要特性剖析
加載：就是把二進(jìn)制形式的java類(lèi)型讀入java虛擬機(jī)中
驗(yàn)證：類(lèi)文件的結(jié)構(gòu)檢查裙秋、語(yǔ)義檢查、字節(jié)碼驗(yàn)證缨伊、二進(jìn)制兼容性的驗(yàn)證
準(zhǔn)備：為類(lèi)變量分配內(nèi)存摘刑，設(shè)置默認(rèn)值。但是在到達(dá)初始化之前刻坊，類(lèi)變量沒(méi)有初始化為真正的初始化值
解析：解析過(guò)程就是類(lèi)型的常理池中尋找類(lèi)枷恕、接口、字段和方法的符號(hào)引用谭胚，把這些符號(hào)引用替換成直接引用的過(guò)程
初始化：為類(lèi)變量賦予正確的初始值
類(lèi)實(shí)例化：
為新的對(duì)象分配內(nèi)存
為實(shí)例變量賦默認(rèn)值
為實(shí)例變量賦正確的初始值
java編譯器為它編譯的每一個(gè)類(lèi)都至少生成一個(gè)實(shí)例初始化方法徐块，在java的class文件中，這個(gè)實(shí)例初始化方法被稱(chēng)為“<init>"灾而。針對(duì)源代碼中每一個(gè)類(lèi)的構(gòu)造方法胡控，java編譯器都產(chǎn)生一個(gè)<init>方法。
類(lèi)的加載的最終產(chǎn)品是位于內(nèi)存中的Class對(duì)象
Class對(duì)象封裝了類(lèi)的方法區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)旁趟，并且向Java程序員提供了訪問(wèn)方法區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的接口昼激。
有兩種類(lèi)型的類(lèi)加載器
- Java虛擬機(jī)自帶的加載器
①根類(lèi)加載器（Bootstrap）
②擴(kuò)展類(lèi)加載器（Extension）
③系統(tǒng)（應(yīng)用）類(lèi)加載器（System) - 用戶(hù)自定義的類(lèi)加載器
①java.lang.ClassLoader的子類(lèi)
② 用戶(hù)可以定制類(lèi)的加載方式
類(lèi)加載器并不需要等到某個(gè)類(lèi)被“首次主動(dòng)使用”時(shí)再加載它
JVM規(guī)范允許類(lèi)加載器在預(yù)料某個(gè)類(lèi)將要被使用時(shí)就預(yù)先加載它，如果在預(yù)先加載的過(guò)程中遇到了.class文件缺失或者存在錯(cuò)誤轻庆，類(lèi)加載器必須在程序首次主動(dòng)使用該類(lèi)時(shí)才報(bào)告錯(cuò)誤（LinkageError錯(cuò)誤）
如果這個(gè)類(lèi)一直沒(méi)有被程序主動(dòng)使用癣猾，那么類(lèi)加載器就不會(huì)報(bào)告錯(cuò)誤。
類(lèi)的驗(yàn)證
類(lèi)被加載后余爆，就進(jìn)入連接階段纷宇，連接就是將已經(jīng)讀入到內(nèi)存的類(lèi)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)合并到虛擬機(jī)的允許時(shí)環(huán)境中去。
類(lèi)的驗(yàn)證的內(nèi)容
①類(lèi)文件的結(jié)構(gòu)檢查
②語(yǔ)義檢查
③字節(jié)碼驗(yàn)證
④二進(jìn)制兼容性的驗(yàn)證
在準(zhǔn)備階段蛾方，Java虛擬機(jī)為類(lèi)的靜態(tài)變量分配內(nèi)存像捶，并設(shè)置默認(rèn)的初始值。例如對(duì)于以下Sample類(lèi)桩砰，在準(zhǔn)備階段拓春，將為int類(lèi)型的靜態(tài)變量a分配4個(gè)字節(jié)的內(nèi)存空間，并且賦予默認(rèn)值0亚隅，為long類(lèi)型的靜態(tài)變量b分配8個(gè)字節(jié)的內(nèi)存空間硼莽，并且賦予默認(rèn)值0.
public class Sample {
private static int a = 1;
public static long b;
static {
b = 2;
}
...
}
在初始化階段，Java虛擬機(jī)執(zhí)行類(lèi)的初始化語(yǔ)句煮纵，為類(lèi)的靜態(tài)變量賦予初始值懂鸵。在程序中偏螺，靜態(tài)變量的初始化有兩種途徑：（1）在靜態(tài)變量的聲明處進(jìn)行初始化；（2）在靜態(tài)代碼塊中進(jìn)行初始化匆光。例如在以下代碼中套像，靜態(tài)變量a和b都被顯式初始化，而靜態(tài)變量c沒(méi)有被顯式初始化终息，它將保持默認(rèn)值0夺巩。
public class Sample {
private static int a = 1;//在靜態(tài)變量的聲明處進(jìn)行初始化
public static long b;
public static long c;
static {
b = 2;//在靜態(tài)代碼塊中進(jìn)行初始化
}
...
}
靜態(tài)變量的聲明語(yǔ)句，以及靜態(tài)代碼塊都被看做類(lèi)的初始化語(yǔ)句，Java虛擬機(jī)會(huì)按照初始化語(yǔ)句的類(lèi)文件中的先后順序來(lái)依次執(zhí)行它們。例如一下Sample類(lèi)初始化后倒戏，它的靜態(tài)變量a的取值為4.
package com.leofight.jvm.classloader;
public class Sample {
static int a = 1;
static {
a = 2;
}
static {
a = 4;
}
public static void main(String args[]) {
System.out.println("a=" + a);//打印a=4
}
}
類(lèi)的初始化
類(lèi)的初始化步驟
- 假如這個(gè)類(lèi)還沒(méi)有被加載和連接然磷，那就先進(jìn)行加載和連接
- 假如類(lèi)存在直接父類(lèi)，并且這個(gè)父類(lèi)還沒(méi)有被初始化，那就先初始化直接父類(lèi)。
- 假如類(lèi)中存在初始化語(yǔ)句，那就依次執(zhí)行這些初始化語(yǔ)句人柿。
類(lèi)的初始化時(shí)機(jī)
- 主動(dòng)使用
- 被動(dòng)使用
詳細(xì)內(nèi)容見(jiàn)上一篇文章
當(dāng)Java虛擬機(jī)初始化一個(gè)類(lèi)時(shí)，要求它的所有父類(lèi)都已經(jīng)被初始化忙厌，但是這條規(guī)則并不使用于接口凫岖。
- 在初始化一個(gè)類(lèi)時(shí)，并不會(huì)先初始化它所實(shí)現(xiàn)的接口逢净。
- 在初始化一個(gè)接口時(shí)哥放，并不會(huì)先初始化它的父接口。
因此爹土，一個(gè)父接口并不會(huì)因?yàn)樗淖咏涌诨蛘邔?shí)現(xiàn)類(lèi)的初始化而初始化甥雕。只有當(dāng)程序首次使用特點(diǎn)接口的靜態(tài)變量時(shí)，才會(huì)導(dǎo)致該接口的初始化胀茵。
只有當(dāng)程序訪問(wèn)的靜態(tài)變量或者靜態(tài)方法確實(shí)在當(dāng)前類(lèi)或者當(dāng)前接口中定義時(shí)社露，才可以認(rèn)為是對(duì)類(lèi)或者接口的主動(dòng)使用。
調(diào)用ClassLoader類(lèi)的loadClass方法加載一個(gè)類(lèi)琼娘，并不是對(duì)類(lèi)的主動(dòng)使用峭弟，不會(huì)導(dǎo)致類(lèi)的初始化。
類(lèi)加載器用來(lái)把類(lèi)加載到Java虛擬機(jī)中脱拼。從JDK1.2版本開(kāi)始瞒瘸，類(lèi)的加載過(guò)程采用父親委托機(jī)制，這種機(jī)制能更好地保證Java平臺(tái)的安全熄浓。在此委托機(jī)制中情臭，除了Java虛擬機(jī)自帶的根類(lèi)加載器以外，其余的類(lèi)加載器都有且只有一個(gè)父加載器。當(dāng)Java程序請(qǐng)求加載器loader1加載Sample類(lèi)時(shí)俯在，loader1首先委托自己的父類(lèi)加載器去加載Sample類(lèi)丁侄，若父加載器能加載，則由父加載器完成加載任務(wù)朝巫，否則才由加載器loader1本身加載Sample類(lèi)。
Java虛擬機(jī)自帶了以下幾種加載器石景。
根（Bootstrap）類(lèi)加載器：該加載器沒(méi)有父加載器劈猿。它負(fù)責(zé)加載虛擬機(jī)的核心庫(kù)，如java.lang.*等潮孽。例如從例程（Sample.java)可以看出揪荣，java.lang.Object就是由根類(lèi)加載器加載的。根類(lèi)加載器從系統(tǒng)屬性sun.boot.class.path所指定的目錄中加載類(lèi)庫(kù)往史。根類(lèi)加載器的實(shí)現(xiàn)依賴(lài)于底層操作系統(tǒng)仗颈，屬性虛擬機(jī)的實(shí)現(xiàn)的一部分，它并沒(méi)有繼承java.lang.ClassLoader類(lèi)椎例。
擴(kuò)展（Extension）類(lèi)加載器：它的父類(lèi)加載器就是根類(lèi)加載器挨决。它從java.ext.dirs系統(tǒng)屬性所指定的目錄中加載類(lèi)庫(kù)，或者從JDK的安裝目錄的jre\lib\ext子目錄(擴(kuò)展目錄）下加載類(lèi)庫(kù)订歪，如果把用戶(hù)創(chuàng)建的JAR文件放在這個(gè)目錄下脖祈，也會(huì)自動(dòng)有擴(kuò)展類(lèi)加載器加載。擴(kuò)展類(lèi)加載器是純Java類(lèi)刷晋，是java.lang.ClassLoader類(lèi)的子類(lèi)盖高。
系統(tǒng)（System）類(lèi)加載器：也稱(chēng)為應(yīng)用類(lèi)加載器，它的父加載器為擴(kuò)展類(lèi)加載器眼虱。它從環(huán)境變量classpath或者系統(tǒng)屬性java.class.path所指定的目錄中加載類(lèi)喻奥，它是用戶(hù)自定義的類(lèi)加載器的默認(rèn)父加載器。系統(tǒng)類(lèi)加載器是純Java類(lèi)捏悬，是java.lang.ClassLoader類(lèi)的子類(lèi)撞蚕。
除了以上虛擬機(jī)自帶的加載器外，用戶(hù)還可以定制自己的類(lèi)加載器邮破。Java提供了抽象類(lèi)java.lang.ClassLoader,所有用戶(hù)自定義類(lèi)的加載器都應(yīng)該繼承ClassLoader類(lèi)诈豌。
