深入理解JVM类加载时机：doocs/jvm项目解析-优快云博客

深入理解JVM类加载时机：doocs/jvm项目解析

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类加载的基本概念

在Java虚拟机(JVM)中，类的生命周期是一个非常重要的概念。理解类加载的时机对于掌握Java程序的运行机制至关重要。本文将基于doocs/jvm项目中的知识，深入探讨类加载的各个阶段及其触发时机。

类的完整生命周期

一个类从被加载到虚拟机内存开始，到最终被卸载出内存为止，会经历以下7个阶段：

加载(Loading)：查找并加载类的二进制数据
验证(Verification)：确保被加载的类的正确性
准备(Preparation)：为类的静态变量分配内存并设置默认初始值
解析(Resolution)：将符号引用转换为直接引用
初始化(Initialization)：执行类的初始化代码
使用(Using)：类在程序中被正常使用
卸载(Unloading)：从内存中释放类

其中验证、准备和解析三个阶段通常被统称为**连接(Linking)**过程。

类初始化的触发时机

虽然JVM规范没有严格规定加载阶段何时开始，但对于初始化阶段却有明确的触发条件。以下是必须立即初始化类的五种情况：

创建类实例：当遇到new指令创建对象时
访问静态成员：当读取或设置一个类的静态字段时（被final修饰的静态常量除外）
调用静态方法：当调用类的静态方法时
反射调用：当使用反射API对类进行反射调用时
初始化子类：当初始化子类时，如果父类尚未初始化，则先初始化父类

这些情况被称为主动引用，它们会触发类的初始化过程。而其他引用类的方式则不会触发初始化，称为被动引用。

被动引用的典型场景

场景一：通过子类引用父类静态字段

class Parent {
    static { System.out.println("Parent初始化"); }
    public static int value = 100;
}

class Child extends Parent {
    static { System.out.println("Child初始化"); }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Child.value);
    }
}

在这个例子中，只会输出"Parent初始化"，而不会触发Child类的初始化。这是因为静态字段value实际上是在Parent类中定义的。

场景二：通过数组定义引用类

Parent[] parents = new Parent[10];

这种情况下不会触发Parent类的初始化，但会触发一个由JVM自动生成的数组类的初始化，这个数组类的名称类似于"[Lcom.example.Parent;"。

场景三：使用编译期常量

class Constants {
    static { System.out.println("Constants初始化"); }
    public static final String MESSAGE = "Hello";
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Constants.MESSAGE);
    }
}

由于MESSAGE是编译期常量，它的值会被直接内联到Main类的字节码中，因此不会触发Constants类的初始化。