Java类加载机制和对象创建过程

Java类加载机制和对象创建过程

1、类加载：加载.class文件：什么时候虚拟机需要开始加载一个类呢？

虚拟机对此没有规范约束，交给虚拟机把握

2、类初始化：有且只有5中情况下必须立即对类进行初始化：

遇到new、getstatic、putstaic、invokestatic 四条字节码指令，如果没有初始化则需要先进行初始化。

注：数组类型初始化只会初始化数组类型本身，不会初始化相关类型，例如：new String[]，此时只会初始化String[]即Ljava.lang.String，但是不会触发初始化String

常见场景：

1、使用new关键字实例化对象

2、读取或者设置一个类的静态字段（被final修饰，已在编译器把结果放在常量池的静态字段除外）的时候

3、调用一个类的静态方法时

使用java.lang.reflect进行反射调用，如果未初始化，触发初始化

初始化一个类时，若父类未初始化，则先触发父类初始化

虚拟机启动时，用户需要指定一个执行main方法的主类，虚拟机会先初始化这个类

如果一个java.lang.invoke.MethodHandle 实例最后的解析结果的REF-getstatic、REF-pubstatic、REF-invokestatic方法句柄，并且这个方法句柄所在对应的类没有进行初始化，则需要先触发其初始化

以上初始化称为主动引用，除此之外，所有引用类的方式都不会触发初始，称为被动引用。

3、被动引用案例：

通过子类引用父类的静态字段，不会导致子类的初始化

通过数组定义来引用类，不会触发此类的初始化

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初始化

例如：调用public static final String CONSTANT="XXX";

4、类实例、类初始化概念：

类实例化：是指创建一个类的实例（对象）的过程，由类创建的对象，在构造一个实例时，需要在内存中开辟空间，即new Object()；

类初始化：是指类中各个类成员（被static修饰的成员变量）赋初始值的过程，是类生命周期中的一个阶段；即实例化基础上对对象赋初始值；

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类加载过程：

1、加载：

通过类的全名限定获取定义此类的二进制字节流

将字节流代表的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构

在内存（方法区）生成一个代表这个类的class对象，作为方法区这个类的各种数据的访问入口

加载和连接是交叉进行的，加载未完成可能连接已经开始了

2、验证：

检查class是否符合要求，非必须阶段，对程序的运行期没有影响，-Xverif:none 关闭（可以提高启动速度）

文件格式验证（魔数、常量类型）

元数据验证（语义分析）

字节码验证（语义合法）

符号引用验证

3、准备：

正式为类变量（static成员变量）分配内存并设置类变量初始值（零值）的阶段，这个变量所使用的内存都将在方法区进行分配，这时候的内存分配仅包括类变量，而不包括实例变量，实例变量将会在对象实例化时随着对象一起在堆中进行分配。

4、解析：

虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程

5、初始化：

初始化阶段是执行类构造器()方法的过程，虚拟机会保证一个类的类构造器()在多线程环境中被正确的加锁，同步；如果多个线程同时初始化一个类，那么只会有一个线程区执行这个类的类构造器，其他线程阻塞等待，直到()方法完毕，同一个类加载器，一个类只会被初始化一次

创建对象过程：

父类的类构造器()

子类的类构造器()

父类的成员变量和实例代码块

父类的构造函数

子类的成员变量和实例代码块

子类的构造函数

Java对象创建的几种方式：

new Object();以new方式调用构造函数创建对象

使用class类的newInstance()方法（反射）

使用Constructor类的newInstance()方法（反射）

使用clone()方法创建对象（克隆）

使用序列化|反序列化机制创造对象（深克隆）

Java实例初始化：

涉及三种执行对象的初始化：

实例变量初始化

实例代码块初始化

构造函数初始化

public class A{

    private int i=2;//实例变量初始化

    {

        i++;//实例代码块初始化

    }

    public A(){}//构造函数初始化

}

实例变量直接赋值，实例代码块赋值，编译器会将其中的代码放在类的构造函数中去，并且这些代码会被放在超类构造函数调用语句之后，构造函数本身代码之前；这也是为什么Java要求构造函数第一句必须是super();即超类的类构造函数的调用语句；Java要求实例化之前必须实例化其父类，以保证完整性；

类构造器()与实例构造器()不同，它不需要显式调用，虚拟机自己保证子类()之前调用父类()。在同一个类加载器下，一个类只会被初始化一次，但可以任意实例化对象；即：一个类生命周期中，类构造器最多会被虚拟机调用一次，而实例化构造器会被调用多次，只要还在创建对象；