一道有趣的類加載面試題

題目

運行如下代碼的Test1與Test2分別輸出什么結果

public class Parent {
    static {
        System.out.println("Parent static invoke");
    }
    public static final String FINAL_STR="FINAL_STR";
    public static final Test FINAL_OBJECT=new Test();
    public Parent(){
        System.out.println("Parent init");
    }
}
public class Child extends Parent {
    static {
        System.out.println("Child static invoke");
    }
    public Child(){
        System.out.println("child init");
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Child.FINAL_STR);
    }
}
public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Child.FINAL_OBJECT);
    }
}

結果：

運行Test1結果

FINAL_STR

運行Test2結果

Parent static invoke
cn.lonecloud.Test@5e2de80c

解析：

Test1結果解析：

1. 由於在mian方法中打印語句調用的是Child.FINAL_STR變量。
2. 從Child的類中可以得知，FINAL_STR為final並且為static變量，其在調用static final變量的時候不會觸發類的初始化操作。所以結果如上

Test2結果解析：

1. 由於Test2中引用的對象為父類Parent的靜態變量，由於並不是常量池中的對象，所以，會觸發Parent的初始化操作。

深究：

Test1字節碼:

Compiled from "Test.java"
public class cn.lonecloud.Test {
  public cn.lonecloud.Test();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
       3: ldc           #4                  // String FINAL_STR
       5: invokevirtual #5                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
       8: return
}

1. ldc #4 // String FINAL_STR其為獲取靜態化變量方法，其為將常量壓入棧中，由於靜態變量在JVM中存在常量池的概念，會將字符串進行優化，所以並不會觸發類初始化

Test2字節碼：

Compiled from "Test.java"
public class cn.lonecloud.Test {
  public cn.lonecloud.Test();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
       3: getstatic     #3                  // Field cn/lonecloud/Child.FINAL_OBJECT:Lcn/lonecloud/Test;
       6: invokevirtual #4                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/Object;)V
       9: return
}

由於需要使用到Child類的父類中的FINAL_OBJECT變量，未使用到Child類中的變量，所以不會對Child類進行初始化，初始化的為其父類。

查看JVM加載情況

通過添加JVM參數-XX:+TraceClassLoading可以查看類加載情況

可見，會對Child,Parent類進行類加載操作，但是調用static方法，只有Parent類會調用static進行初始化操作。

總結

1. 如果引用了常量池變量(String,以及基本類型相關變量)，如果該變量為final static進行修飾的時候，則不會對類進行初始化操作
2. 如果為非常量池變量，如果調用方存在父子類關系，則實際JVM會加載子類與父類，但是如果使用的為父類的final變量，並不會觸發類的初始化操作。