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Java类加载的延迟初始化

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《Java 类的装载、链接和初始化》中提到,链接的最后一步是解析,即对符号引用的解析。但这不是必须的,可以等到相应的符号引用第一次使用时再解析。

而类的初始化是在链接之后的(注意了,根据不同 JVM 有不同的实现方式,在类初始化的时候,可能已经完成了所有的符号引用的解析,也可能没有),本文所写的就是类的初始化的时机问题。

Java 类的动态加载机制规定,在类被主动使用(active use)之前,必须已经完成类的初始化。既然有主动调用,那么就有被动调用了。这两者有哪些区别呢?

下面列出所有主动使用的情况,用以区分两者:

  • 1.创造该类的一个新的实例
  • 2.调用这个类中的静态方法
  • 3.获取类或者接口中的非常量的静态变量
  • 4.利用反射调用方法
  • 5.初始化该类的某子类
  • 6.被制定为 JVM 开始运行时必须初始化的类

注意,3 中为何是“非常量的静态变量”。如果是常量,即声明为 final 的话,并不会出现对类的构造,虽然调用时有类名出现,但实际调用会直接使用常量,绕过了类的限制(详情见相关常量池和运行时常量池的知识)。

只有当一个非常量的静态变量被显示的在类或接口中声明时,它的调用才属于主动调用。对于父类中某非常量静态变量的调用属于被动使用(positive use)。

如下代码

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public class Parent {
     static int i = 10 ;

     static{
            System.out.println("Parent initiate");
     }

     public static void func(){
        System.out.println("func");
     }
}

public class Son extends Parent{
    static{
        System.out.println("Son initiate");
    }

}

public class Test {
    static{
        System.out.println("Test initiate");
    }

    public static void main(String[] args){
        System.out.println(Son.i);
        Son.func();
    }

}

运行的结果是:

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Test initiate
Parent initiate
10
func

虽然有出现 Son,但 Son.i 访问的是父类的非常量静态变量。于是没有对 Son 类进行初始化,而只是初始化了明确的声明静态变量的 Parent 类。

由此可见,一般的,我们在某个类中定义了其他类的成员变量引用,只要该变量没有 new 出一个新的对象,则 JVM 也不会初始化这个类,类此时只是被加载了而已,而没有链接和初始化。