类加载-初始化的触发

Posted 2021-12-01 517cn

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了类加载-初始化的触发相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

　　对于初始化阶段，虚拟机规范严格规定了有且只有5种情况必须立即对类进行“初始化” 。这5种场景中的行为称为对一个类进行主动引用。除此之外，所有引用类的方式都不会触发初始化，称为被动引用。

1）遇到new、getstatic、putstatic 或invokestatic 这4 条字节码指令时，如果类没有进行过初始化，则需要先触发其初始化。生成这4 条指令的最常见的Java 代码场景是：使用new 关键字实例化对象的时候、读取或设置一个类的静态字段（被final 修饰、已在编译期把结果放入常量池的静态字段除外）的时候，以及调用一个类的静态方法的时候。

2）使用java. lang. reflect 包的方法对类进行反射调用的时候，如果类没有进行过初始化，则需要先触发其初始化。

3）当初始化一个类的时候，如果发现其父类还没有进行过初始化，则需要先触发其父类的初始化。

4）当虚拟机启动时，用户需要指定一个要执行的主类（包含main() 方法的那个类），虚拟机会先初始化这个主类。

5）当使用JDK 1. 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，则需要先触发其初始化。

　　接口的加载过程与类加载过程稍有一些不同，针对接口需要做一些特殊说明：接口也有初始化过程，这点与类是一致的，上面的代码都是用静态语句块" static{}" 来输出初始化信息的，而接口中不能使用" static{}" 语句块，但编译器仍然会为接口生成" ＜clinit ＞()" 类构造器，用于初始化接口中所定义的成员变量。接口与类真正有所区别的是前面讲述的5 种“有且仅有”需要开始初始化场景中的第3 种：当一个类在初始化时，要求其父类全部都已经初始化过了，但是一个接口在初始化时，并不要求其父接口全部都完成了初始化，只有在真正使用到父接口的时候（如引用接口中定义的常量）才会初始化。

主动引用示例一：

　　遇到new、getstatic、putstatic 或invokestatic 这4 条字节码指令时，如果类没有进行过初始化，则需要先触发其初始化。生成这4 条指令的最常见的Java 代码场景是：使用new 关键字实例化对象的时候、读取或设置一个类的静态字段（被final 修饰、已在编译期把结果放入常量池的静态字段除外）的时候，以及调用一个类的静态方法的时候。

package com.java.classload.active;

public class MyClass01 {

    static {
        System.out.println("执行MyClass01类的初始化静态代码块");
    }

    {
        System.out.println("执行MyClass01类的初始化代码块");
    }

    public MyClass01() {
        super();
        System.out.println("执行MyClass01类的默认构造函数");
    }

}

package com.java.classload.active;

public class MyClass02 {

    static {
        System.out.println("执行MyClass02类的初始化静态代码块");
    }

    {
        System.out.println("执行MyClass02类的初始化代码块");
    }

    public MyClass02() {
        super();
        System.out.println("执行MyClass02类的默认构造函数");
    }

    public static String S2 = "MyClass02.static.S2";

}

package com.java.classload.active;

public class MyClass03 {

    static {
        System.out.println("执行MyClass03类的初始化静态代码块");
    }

    {
        System.out.println("执行MyClass03类的初始化代码块");
    }

    public MyClass03() {
        super();
        System.out.println("执行MyClass03类的默认构造函数");
    }

    public static String S2 = "MyClass03.static.S2";

}

package com.java.classload.active;

public class MyClass04 {

    static {
        System.out.println("执行MyClass04类的初始化静态代码块");
    }

    {
        System.out.println("执行MyClass04类的初始化代码块");
    }

    public MyClass04() {
        super();
        System.out.println("执行MyClass04类的默认构造函数");
    }

    public static void doSomething() {
        System.out.println("执行MyClass04类的静态doSomething()方法");
    }

}

package com.java.classload.active;

public class Demo01 {

    public static void main(String[] args) {
        newCmd();
        System.out.println("-------------------------------------------------");
        getstaticCmd();
        System.out.println("-------------------------------------------------");
        putstaticCmd();
        System.out.println("-------------------------------------------------");
        invokestaticCmd();
    }

    /**
     * 使用new关键字实例化对象时，会触发该实例对象所属类的初始化
     */
    public static void newCmd() {
        MyClass01 myClass01 = new MyClass01();
    }

    /**
     * 读取一个类的静态变量，会触发该类的初始化
     */
    public static void getstaticCmd() {
        System.out.println(MyClass02.S2);
    }

    /**
     * 设置一个类的静态变量，会触发该类的初始化
     */
    public static void putstaticCmd() {
        MyClass03.S2 = "new value from Demo01.putstaticCmd()";
    }

    /**
     * 调用一个类的静态方法，会触发该类的初始化
     */
    public static void invokestaticCmd() {
        MyClass04.doSomething();
    }

}

执行结果如下：

执行MyClass01类的初始化静态代码块
执行MyClass01类的初始化代码块
执行MyClass01类的默认构造函数
-------------------------------------------------
执行MyClass02类的初始化静态代码块
MyClass02.static.S2
-------------------------------------------------
执行MyClass03类的初始化静态代码块
-------------------------------------------------
执行MyClass04类的初始化静态代码块
执行MyClass04类的静态doSomething()方法

主动引用示例二：

　　使用java. lang. reflect 包的方法对类进行反射调用的时候，如果类没有进行过初始化，则需要先触发其初始化。

package com.java.classload.active;

public class MyClass01 {

    static {
        System.out.println("执行MyClass01类的初始化静态代码块");
    }

    {
        System.out.println("执行MyClass01类的初始化代码块");
    }

    public MyClass01() {
        super();
        System.out.println("执行MyClass01类的默认构造函数");
    }

}

package com.java.classload.active;

public class Demo02 {

    public static void main(String[] args) {

        try {
            MyClass01.class.newInstance();
        } catch (InstantiationException ie) {
            ie.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException ae) {
            ae.printStackTrace();
        }
    }

}

主动引用示例三：

　　当初始化一个类的时候，如果发现其父类还没有进行过初始化，则需要先触发其父类的初始化。

package com.java.classload.active;

public class MySuperClass {

    static {
        System.out.println("执行MySuperClass类的初始化静态代码块");
    }

    {
        System.out.println("执行MySuperClass类的初始化代码块");
    }

    public MySuperClass() {
        super();
        System.out.println("执行MySuperClass类的默认构造函数");
    }

}

package com.java.classload.active;

public class MyClass05 extends MySuperClass {

    static {
        System.out.println("执行MyClass05类的初始化静态代码块");
    }

    {
        System.out.println("执行MyClass05类的初始化代码块");
    }

    public MyClass05() {
        super();
        System.out.println("执行MyClass05类的默认构造函数");
    }

}

package com.java.classload.active;

public class Demo03 {

    public static void main(String[] args) {
        MyClass05 myClass05 = new MyClass05();
    }

}

执行结果如下：

执行MySuperClass类的初始化静态代码块
执行MyClass05类的初始化静态代码块
执行MySuperClass类的初始化代码块
执行MySuperClass类的默认构造函数
执行MyClass05类的初始化代码块
执行MyClass05类的默认构造函数

主动引用示例四：

　　当虚拟机启动时，用户需要指定一个要执行的主类（包含main() 方法的那个类），虚拟机会先初始化这个主类。

package com.java.classload.active;

public class Demo04 {

    static {
        System.out.println("执行Demo04类的初始化静态代码块");
    }

    {
        System.out.println("执行Demo04类的初始化代码块");
    }

    public Demo04() {
        super();
        System.out.println("执行Demo04类的默认构造函数");
    }

    public static void main(String[] args) {
        
    }


}

执行结果如下：

执行Demo04类的初始化静态代码块

主动引用示例五：

　　当使用JDK 1. 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，则需要先触发其初始化。

示例不会写。。。。

被动引用示例一：通过子类引用父类的静态字段，不会导致子类初始化

package com.java.classload.passive;

public class SuperClass {

    static {
        System.out.println("执行SuperClass类的初始化静态代码块");
    }

    {
        System.out.println("执行SuperClass类的初始化代码块");
    }

    public SuperClass() {
        super();
        System.out.println("执行SuperClass类的默认构造函数");
    }

    public static final String S1 = "SuperClass.static.final.S1";

    public static String S2 = "SuperClass.static.S2";
}

package com.java.classload.passive;

public class SubClass extends SuperClass {
    static {
        System.out.println("执行SubClass类的初始化静态代码块");
    }

    {
        System.out.println("执行SubClass类的初始化代码块");
    }

    public SubClass() {
        super();
        System.out.println("执行SubClass类的默认构造函数");
    }
}

package com.java.classload.passive;

/**
 * 被动引用类字段
 * 通过子类引用父类的静态字段，不会导致子类初始化
 */
public class Demo01 {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(SubClass.S2);
    }

}

输出结果如下：

执行SuperClass类的初始化静态代码块
SuperClass.static.S2

被动引用示例二：通过数组定义来引用类，不会触发此类的初始化

package com.java.classload.passive;

public class SuperClass {

    static {
        System.out.println("执行SuperClass类的初始化静态代码块");
    }

    {
        System.out.println("执行SuperClass类的初始化代码块");
    }

    public SuperClass() {
        super();
        System.out.println("执行SuperClass类的默认构造函数");
    }

    public static final String S1 = "SuperClass.static.final.S1";

    public static String S2 = "SuperClass.static.S2";
}

package com.java.classload.passive;

/**
 * 被动引用
 * 通过数组定义来引用类，不会触发此类的初始化
 */
public class Demo02 {

    public static void main(String[] args) {
        SuperClass[] superClasses = new SuperClass[10];
    }
}

执行结果如下：

被动引用示例三：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。

package com.java.classload.passive;

public class SuperClass {

    static {
        System.out.println("执行SuperClass类的初始化静态代码块");
    }

    {
        System.out.println("执行SuperClass类的初始化代码块");
    }

    public SuperClass() {
        super();
        System.out.println("执行SuperClass类的默认构造函数");
    }

    public static final String S1 = "SuperClass.static.final.S1";

    public static String S2 = "SuperClass.static.S2";
}

package com.java.classload.passive;

public class Demo03 {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(SuperClass.S1);
    }

}

执行结果如下：

SuperClass.static.final.S1

编译后的Demo03.class

//
// Source code recreated from a .class file by IntelliJ IDEA
// (powered by Fernflower decompiler)
//

package com.java.classload.passive;

public class Demo03 {
    public Demo03() {
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("SuperClass.static.final.S1");
    }
}

以上是关于类加载-初始化的触发的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

Android 逆向类加载器 ClassLoader ( 类加载器源码简介 | BaseDexClassLoader | DexClassLoader | PathClassLoader )(代码片段