[JVM] 类的加载二：类加载应用示例分析

最新推荐文章于 2022-07-01 09:49:10 发布

原创最新推荐文章于 2022-07-01 09:49:10 发布 · 183 阅读

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本文通过两个示例详细解析了Java单例模式的实现过程，包括类加载、链接及初始化等阶段，展示了不同代码顺序对最终结果的影响。

示例一

代码清单

如下所示代码和对应的输出结果

public class MyTest6 {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton instance = Singleton.getInstance();

        System.out.println("counter1: " + Singleton.counter1);
        System.out.println("counter2：" + Singleton.counter2);
    }
}

class Singleton{
    public static int counter1;
    public static int counter2 = 1;
    private static Singleton singleton = new Singleton();

    public Singleton() {
        counter1++;
        counter2++;
    }

    public static Singleton getInstance(){
        return singleton;
    }
}

输出结果：

counter1: 1
counter2：2

结果分析

我们结合类的加载、链接、初始化和使用四个阶段对这段程序进行分析。

首先，MyTest6这个类是启动类，JVM会调用该类的main方法，即会主动使用该类，MyTest6经历加载、链接和初始化。
执行main方法过程中发现需要调用类Singleton的静态方法getInstance，是对Singleton类的主动使用，因此JVM首先会将Singleton对应的class文件加载到内存中来。
接着执行链接过程，在链接过程中先根据JVM规范对Singleton的class文件进行校验。然后按照定义的顺序为Singleton类中的静态变量赋予默认的值，即为Singleton.counter1赋默认值0，为Singleton.counter2赋默认值0，为Singleton.singleton赋默认值null。链接的最后一步将Singleton类中的符号引用转换为直接引用。
紧接着按照Singleton中静态变量和静态代码块的定义顺序执行初始化过程，在这里Singleton.counter1还是默认值0，Singleton.counter2被初始化为1，然后执行Singleton的构造方法构造Singleton对象，在构造方法中对counter1和counter2执行++操作，然后用生成的Singleton对象来初始化singleton静态变量。
接下来就可以正常使用Singleton类了。

示例二

代码清单

如下所示的代码和输出结果，代码只是移动了示例一种一行代码的位置，最后输出的结果就不一样了：

public class MyTest6 {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton instance = Singleton.getInstance();

        System.out.println("counter1: " + Singleton.counter1);
        System.out.println("counter2：" + Singleton.counter2);
    }
}

class Singleton{
    public static int counter1;
    private static Singleton singleton = new Singleton();

    public Singleton() {
        counter1++;
        counter2++;
    }

    public static int counter2 = 0;

    public static Singleton getInstance(){
        return singleton;
    }
}

输出结果：

counter1: 1
counter2：0

结果分析

MyTest6的加载、链接和初始化过程同示例一。
Singleton类的加载过程同示例一。
Singleton的链接过程同示例一。只不过static成员的赋默认值的顺序稍有不同，示例一中先给counter2赋默认值0，再给singleton赋默认值null，示例二中先给singleton赋默认值null，再给counter2赋默认值0，结果都一样，只不过按照static成员的定义顺序赋默认值。
Singleton的初始化过程同样按照static成员的定义顺序进行初始化。counter1保持默认值0，接着执行Singleton的构造方法构造Singleton对象，构造方法执行之前counter1和counter2的值都为默认值0，执行完构造方法后counter1和couner2的值都变为1，对象构造完后将singleton初始化为构造好的Singleton对象，最后执行counter2的初始化过程，将counter2的值重新赋值为0。