Java中類的初始化

類從被加載到虛擬機內存中開始，到卸載出內存為止，它的整個生命周期包括：加載、驗證、准備、解析、初始化、使用和卸載七個階段。其中驗證、准備、解析3個部分統稱為連接。類加載的過程包括了加載、驗證、准備、解析、初始化五個階段。

加載、驗證、准備、初始化和卸載這5個階段的順序時確定的，類的加載過程必須按照這種順序按部就班的開始，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開始，這是為了支持Java語言的運行時綁定（也成為動態綁定或晚期綁定）。另外注意這里的幾個階段是按順序開始，而不是按順序進行或完成，因為這些階段通常都是互相交叉地混合進行的，通常在一個階段執行的過程中調用或激活另一個階段。

類初始化是類加載過程的最后一個階段，到初始化階段，才真正開始執行類中的Java程序代碼。虛擬機規范嚴格規定了有且只有5種情況必須立即對類進行初始化：

• 第一種：遇到new、getstatic、putstatic、invokestatic這四條字節碼指令時，如果類還沒有進行過初始化，則需要先觸發其初始化。生成這四條指令最常見的Java代碼場景是：使用new關鍵字實例化對象時、讀取或設置一個類的靜態字段（static）時（被static修飾又被final修飾的，已在編譯期把結果放入常量池的靜態字段除外）、以及調用一個類的靜態方法時。
• 第二種：使用Java.lang.refect包的方法對類進行反射調用時，如果類還沒有進行過初始化，則需要先觸發其初始化。
• 第三種：當初始化一個類的時候，如果發現其父類還沒有進行初始化，則需要先觸發其父類的初始化。
• 第四種：當虛擬機啟動時，用戶需要指定一個要執行的主類，虛擬機會先執行該主類。
• 第五種：當使用JDK1.5支持時，如果一個java.langl.incoke.MethodHandle實例最后的解析結果REF_getStatic、REF_putStatic、REF_invokeStatic的方法句柄，並且這個方法句柄所對應的類沒有進行過初始化，則需要先觸發其初始化。

虛擬機規定有且只有這5種情況才會觸發類的初始化，這5中場景中的行為稱為對一個類進行主動引用，除此之外所有引用類的方式都不會觸發其初始化，稱為被動引用。下面舉一些例子來說明被動引用。

1、通過子類引用父類中的靜態字段，這時對子類的引用為被動引用，因此不會初始化子類，只會初始化父類

package org.wrh.classupload;
/* * 通過子類引用父類的靜態字段，不會導致子類初始化 * */ public class TestClassDemo01 { public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub System.out.println(SubClass.i);//子類引用父類的靜態字段 } } class SuperClass{ public static int i=3;//父類的static字段 static{//當此類在虛擬機中初始化的時候，此static塊將會被執行 System.out.println("SuperClass init"); } } class SubClass extends SuperClass{ static{//當此類在虛擬機中初始化的時候，此static塊將會被執行 System.out.println("SubClass init"); } } 

程序運行結果如下：

SuperClass init 
3

即只輸出了“SuperClass init”，而沒有輸出“SubClass init”。

結論：對於靜態字段，只有直接定義這個字段的類才會被初始化，因此通過其子類來引用父類中定義的靜態字段，只會觸發父類的初始化而不會觸發子類的初始化。至於是否要觸發子類的加載和驗證，在虛擬機規范中並未明確規定，這點取決於虛擬機的具體實現。

使用new實例化對象時，會先把父類初始化，然后再初始化此類本身

package org.wrh.classupload;
/* * 通過子類引用父類的靜態字段，不會導致子類初始化 * */ public class TestClassDemo01 { public static void main(String[] args) { //System.out.println(SubClass.i); //SuperClass s=new SuperClass(); SubClass s=new SubClass(); } } class SuperClass{ public static int i=3; static{ System.out.println("SuperClass init"); } } class SubClass extends SuperClass{ static{ System.out.println("SubClass init"); } } 

運行結果如下：

SuperClass init 
SubClass init

通過數組定義來引用類，不會觸發此類的初始化

package org.wrh.classupload;

public class TestClassDemo02 { public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub SuperClass_1 superClass[]=new SuperClass_1[5]; } } class SuperClass_1{ static{ System.out.println("SuperClass init"); } } 

執行后沒有輸出任意內容，說明沒有進行任何類的初始化工作。

但是，但這段代碼里觸發了另一個名為“LLSuperClass_1”的類的初始化，它是一個由虛擬機自動生成的、直接繼承於java.lang.Object的子類，創建動作由字節碼指令newarray觸發，很明顯，這是一個對數組引用類型的初始化。

常量在編譯階段會存入調用它的類的常量池中，本質上沒有直接引用到定義該常量的類，因此不會觸發定義常量的類的初始化

package org.wrh.classupload;

public class NotInitialization { public static void main(String[] args) { System.out.println(ConstClass.VALUE); } } class ConstClass{ public static final int VALUE=3; static{ System.out.println("ConstClass init"); } } 

運行結果如下：

3

沒有輸出“ConstClass init”,因此可以得到當我們引用final修飾的常量時此類並沒有初始化。 
雖然程序中引用了ConstClass類的常量VALUE，但是在編譯階段將此常量的值“3”存儲到了調用它的類ConstClass的常量池中，對常量Const.VALUE的引用實際上轉化為了ConstClass類對自身常量池的引用。也就是說，實際上ConstClass的Class文件之中並沒有Const類的符號引用入口，這兩個類在編譯成Class文件后就不存在任何聯系了。

接口的加載過程

接口的加載過程與類加載過程稍微有點不同，針對接口需要做一些特殊的說明：接口也有初始化過程，這點與類是一致的，上面的代碼都是用靜態語句塊”static{}“來輸出初始化信息的，而接口中不能使用”static{}“語句塊，但是編譯器仍然會為接口生成”()”類構造器，用於初始化接口中所定義的成員變量。接口與類真正有所區別的是前面講述的5種“有且只有”需要開始初始化場景中的第三種：當一個類在初始化時，要求其父類全部都已經初始化過了，但是在接口在初始化的時候，並不要求其父接口都完成了初始化，只要在真正使用到父接口的時候（如引用接口中定義的常量）才會初始化。