初始化过程与类初始化方法

初始化阶段,简而言之,就是为类的静态变量赋予正确的初始值

1.具体描述

类的初始化是类装载的最后一个阶段。如果前面的步骤都没有问题,那就表示类可以顺利装载到系统中,这时,类才会开始执行Java字节码(即:到了初始化阶段,才开始真正执行类中定义的java程序代码)


初始化阶段的重要工作是执行类的初始化方法:<clinit>()

1.该方法仅能由Java编译器生成并由JVM调用,程序开发者无法自定义一个同名的方法,更无法直接在Java程序中调用该方法,虽然该方法也是由字节码指令所组成

2.它是由类静态成员的赋值语句以及static语句块合并产生的


说明

在加载一个类之前,虚拟机会试图加载该类的父类,因此父类的<clinit>总是在子类的<clinit>之前被调用,也就是说,父类的static块优先级高于子类



初始化阶段赋值和准备阶段赋值的深入说明


首先要注意,并不是每一个类都会产生<clinit>()初始方法,有些类不会产生该方法,比如

1.一个类中并没有声明任何的类变量,也没有静态代码块时

2.一个类中声明类变量,但是没有明确使用类变量的初始化语句以及静态代码块来执行初始化操作

3.一个类中包含static final修饰的基本数据类型的字段,这些类字段初始化语句采用编译时常量表达式




链接准备阶段进行显式赋值的情况

1.对于基本数据类型,使用static final修饰,并且使用常量赋值的方式(例如 int =10),调用方法赋值不算

2.对于String来说,使用static final修饰,并且使用字面量的方式进行赋值


初始化阶段显式赋值的情况

1.static修饰的静态变量 

2.static final 修饰的变量,并且使用了方法或者new 对象的方式 赋值的情况




类<clinit>方法的线程安全问题


对于<clinit>方法的调用,也就是类的初始化,虚拟机会在内部确保其多线程环境中的线程安全

虚拟机会保证一个类的<clinit>方法在多线程环境中被正确的加锁和同步,如果多个线程同时去初始化一个类,那么只会有一个线程去执行这个类的<clinit>方法,其他线程都需要阻塞等待,直到活动线程执行<clinit>方法完毕


注意

因为<clinit>方法是线程安全的,所以如果在一个类的<clinit>方法中有耗时很长的操作,就可能造成多个线程阻塞,引发死锁,并且这种死锁是很难发现的,因为它们看起来没有可用的锁信息

如果之前的线程已经成功加载了类,那么等在队列中的线程就没有机会再执行<clinit>方法了,那么,当需要使用这个类的时候,虚拟机会直接返回给它已经准备好的信息



类的初始化情况 主动使用和被动使用


1.主动使用

Class只有在必须要首次使用的时候才会被装载,Java虚拟机不会无条件地装载Class类型。Java虚拟机规定,一个类或接口只有在初次使用前,必须要进行初始化,这里指的"使用",是指主动使用,主动使用只有下列几种情况(即:如果出现如下的情况,则会对类进行初始化操作,而初始化操作之前的加载,验证,准备已经完成了)



针对第三点的说明:

1.当调用类的静态字段的时候,会进行初始化,但是如果是static final字段,则不会进行初始化,原因也可以预见,毕竟static final修饰的是在链接准备阶段就赋值完毕了,不会在初始化阶段显式赋值,但是如果是static final,但是是通过方法赋值的,则会初始化,很好理解,因为这种方式赋值的也是在初始化阶段进行显式赋值的,所以你需要调用这个字段的时候,必须是已经初始化完毕的



2.接口也是一样的,访问接口中的static final int num = 1时候,不需要进行初始化,同理,使用static final int num = new Random().next Int(10),则需要初始化


针对第五点的说明:

1.在初始化一个类的时候,并不会先初始化它所实现的接口

2.在初始化一个接口的时候,并不会先初始化它的父接口

因此,一个父接口并不会因为它的子接口或者实现类的初始化而初始化,只有当程序首次使用特定接口的静态字段的时候,才会导致其初始化


针对第七点的说明:

JVM启动的时候通过引导类加载器加载一个初始类,这个类在调用public static void main(String[])方法之前被链接和初始化,这个方法的执行将依次导致所需的类的加载,链接和初始化


2.被动使用

除了以上情况之外属于被动使用,被动使用不会引起类的初始化

也就是说:并不是在代码中出现的类,就一定会被加载或者初始化,如果不符合主动使用的条件,类就不会初始化



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