Java静态块的初始化

主要探讨类初始化阶段的JVM规范引起的静态块初始化操作的特点

  • JVM规范规定,有且只有如下五种情况必须立即对类进行初始化。
    1. 遇到new、getstatic、putstatic或invokestatic这四个字节码指令时。
    2. 使用java.lang.refect包的方法对类进行反射调用的时。
    3. 当初始化一个类时,如果父类还未初始化,则先触发父类的初始化。
    4. 当虚拟机启动时,用户需要指定一个要执行的主类,虚拟机会先初始化这个类
    5. 当使用JDK1.7的动态语言支持时,如果一个java.lang.invoke.MethodHandle实例最后的解析结果为REF_getStatic、REF_putStatic、REF_invokeStatic的方法句柄、并且这个方法句柄所对应的类没有进行过初始化时
  • 类的初始化阶段
    • 对于静态字段,只有直接定义这个字段的类才会被初始化。

      通过子类来引用父类中定义的静态字段,只会触发父类的初始化而不会触发子类的初始化。至于是否要触发子类的加载和验证,在JVM规范中并未明确规定。对于Sun HotSpotJVM,可通过-XX:+TraceClassLoading观察到此操作会导致子类的加载。

    • 数组类型
      TypeA[] arrays = new TypeA[10] 此过程并不会触发TypeA的初始化,因为这个动作由字节码指令newarray触发。
    • 常量
      常量在编译阶段会存入调用类的常量池中,本质上并没有直接引用到定义常量的类、因此不会触发定义常量的类的初始化。
  • <clinit>()方法的特性

    • 类的初始化阶段是执行类构造器<clinit>()方法的过程
    • <clinit>()方法是由编译器自动收集类中的所有类变量的赋值动作和静态句块中的语句合并产生

    1.如果一个类没有静态块,也没有对类变量的赋值操作,那么编译器可以不为这个类生成<clinit>() 方法
    2.接口虽然没有静态块,但是有类变量的赋值操作,依然会生成<clinit>() 方法
    3.如果父类没有类变量赋值时,父接口才会初始化
    4.如果接口没有类变量赋值,则接口的实现类也不会执行接口的<clinit>()

  • 编译器收集的顺序时由语句在源文件中出现的顺序所决定的,静态语句块中只能访问到定义在静态语句块之前的变量,在前面的静态语句块可以赋值但是不能访问。如下所示,(1)能够正常编译通过,但是(2)在eclipse中会有如下提示Cannot reference a field before it is defined

    public class Test {
        static {
            i = 0;//(1)
            System.out.println(i);//(2)
        }
        static int i = 1;
    }
    
  • <clinit>()方法不需要显示的调用父类构造器,虚拟机会保证先执行父类<clinit>() 完之后再执行子类该方法。

    1.在虚拟机中第一个执行的<clinit>()的类一定是java.lang.Object。
    2.<clinit>() 执行静态块,优先执行父类<clinit>(),因此父类的静态块要优于子类执行。

  • JVM为了保证<clinit>() 方法在多线程环境中使用,使用了加锁与同步,如果多个线程同时去初始化一个类,那么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。

    为了保证同一个类加载器下,一个类型只会初始化一次。执行<clinit>() 方法的线程退出后,其他线程唤醒之后不会再次进入<clinit>()方法。

<think>好的,我需要回答用户关于Java枚举类中使用静态初始化块的方法和示例的问题。首先,我要回忆一下Java枚举的基本知识,特别是静态初始化块的作用。静态初始化块在类加载时执行,用于初始化静态成员变量。对于枚举类来说,它们的加载顺序可能有些特别,因为枚举常量本身就是静态的,并且是单例的。 根据用户提供的引用,尤其是引用4和5,枚举类的静态块执行顺序可能与普通类不同。引用4提到,JLS(Java语言规范)中规定,枚举常量初始化发生在静态块之前。这意味着在枚举类中,先创建枚举实例,然后执行静态块。这点需要注意,避免在静态块中依赖枚举实例还未初始化的情况。 接下来,我需要构造一个示例来展示如何在枚举类中使用静态初始化块。比如,可以创建一个带有静态变量的枚举,然后在静态块中对其进行初始化。同时,枚举实例可能有自己的构造函数和实例变量。 还需要说明静态块在枚举类中的典型应用场景,比如初始化静态资源、加载配置等。同时,要指出注意事项,比如静态块不能访问枚举实例的非静态成员,因为静态块执行时,枚举实例可能已经存在,但具体要看JLS的规定。 另外,要确保回答符合用户的要求:结构清晰,分步骤说明,引用相关的资料。需要引用用户提供的引用4和5来支持解释,确保回答的准确性。 最后,生成相关问题,帮助用户进一步理解相关主题。例如,枚举类的加载顺序、静态块与实例初始化顺序的区别,或者枚举在单例模式中的应用。</think>### Java枚举类中静态初始化块的使用方法 在Java枚举类中,**静态初始化块**用于初始化枚举类的静态成员变量或执行静态资源加载操作。由于枚举常量本质上是静态且`final`的,其初始化顺序需遵循Java语言规范(JLS)的规定:**枚举常量初始化优先于静态块的执行**,这保证了静态块可以安全访问已初始化的枚举常量[^4][^5]。 #### 示例代码 ```java public enum StatusEnum { SUCCESS(200, "成功"), ERROR(500, "系统错误"); private final int code; private final String message; private static Map<Integer, StatusEnum> codeMap; // 构造函数 StatusEnum(int code, String message) { this.code = code; this.message = message; } // 静态初始化块 static { codeMap = new HashMap<>(); for (StatusEnum status : StatusEnum.values()) { codeMap.put(status.code, status); } System.out.println("静态块已执行,初始化codeMap"); } public static StatusEnum getByCode(int code) { return codeMap.get(code); } } ``` #### 关键点说明 1. **静态块执行时机** 在类首次加载时,枚举常量(如`SUCCESS`、`ERROR`)会先被创建并初始化,随后执行静态块[^4]。上述示例中,静态块通过遍历枚举常量构建了`codeMap`。 2. **典型用途** - 初始化与枚举相关的静态资源(如映射表、配置加载)。 - 执行全局性的一次性操作(如日志记录、验证逻辑)。 3. **注意事项** - 静态块中可直接访问枚举常量(如`StatusEnum.values()`),因为枚举常量初始化完毕。 - 避免在静态块中依赖未完全初始化的非静态成员(尽管枚举常量本身是静态的)。 #### 验证示例 ```java public class Main { public static void main(String[] args) { StatusEnum status = StatusEnum.getByCode(200); System.out.println(status); // 输出 SUCCESS } } ``` 输出结果: ``` 静态块已执行,初始化codeMap SUCCESS ``` ### 引用说明 - 枚举常量初始化顺序由JLS规定,确保静态块执行时所有枚举实例已存在。 - 枚举类的静态成员通过静态块初始化,适用于需要全局管理的场景。
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