类初始化是类加载过程的最后一个阶段,到初始化阶段,才真正开始执行类中的 Java 程序代码。虚拟机规范严格规定了有且只有四种情况必须立即对类进行初始化:
虚拟机规定只有这四种情况才会触发类的初始化,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其初始化,称为被动引用。下面举一些例子来说明被动引用。
通过子类引用父类中的静态字段,这时对子类的引用为被动引用,因此不会初始化子类,只会初始化父类:
class Father{ public static int m = 33; static{ System.out.println("父类被初始化"); } } class Child extends Father{ static{ System.out.println("子类被初始化"); } } public class StaticTest{ public static void main(String[] args){ System.out.println(Child.m); } }执行后输出的结果如下:
父类被初始化 33
对于静态字段,只有直接定义这个字段的类才会被初始化,因此,通过其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。
常量在编译阶段会存入调用它的类的常量池中,本质上没有直接引用到定义该常量的类,因此不会触发定义常量的类的初始化:
class Const{ public static final String NAME = "我是常量"; static{ System.out.println("初始化Const类"); } } public class FinalTest{ public static void main(String[] args){ System.out.println(Const.NAME); } }
执行后输出的结果如下:
我是常量
虽然程序中引用了 const 类的常量 NAME,但是在编译阶段将此常量的值“我是常量”存储到了调用它的类 FinalTest 的常量池中,对常量 Const.NAME 的引用实际上转化为了 FinalTest 类对自身常量池的引用。也就是说,实际上 FinalTest 的 Class 文件之中并没有 Const 类的符号引用入口,这两个类在编译成 Class 文件后就不存在任何联系了。
通过数组定义来引用类,不会触发类的初始化:
class Const{ static{ System.out.println("初始化Const类"); } } public class ArrayTest{ public static void main(String[] args){ Const[] con = new Const[5]; } }
执行后不输出任何信息,说明 Const 类并没有被初始化。
但这段代码里触发了另一个名为“LLConst”的类的初始化,它是一个由虚拟机自动生成的、直接继承于java.lang.Object 的子类,创建动作由字节码指令 newarray 触发,很明显,这是一个对数组引用类型的初初始化,而该数组中的元素仅仅包含一个对 Const 类的引用,并没有对其进行初始化。如果我们加入对 con 数组中各个 Const 类元素的实例化代码,便会触发 Const 类的初始化,如下:
class Const{ static{ System.out.println("初始化Const类"); } } public class ArrayTest{ public static void main(String[] args){ Const[] con = new Const[5]; for(Const a:con) a = new Const(); } }
这样便会得到如下输出结果:
初始化Const类
根据四条规则的第一条,这里的 new 触发了 Const 类。
最后看一下接口的初始化过程与类初始化过程的不同。
接口也有初始化过程,上面的代码中我们都是用静态语句块来输出初始化信息的,而在接口中不能使用“static{}”语句块,但编译器仍然会为接口生成类构造器,用于初始化接口中定义的成员变量(实际上是 static final 修饰的全局常量)。
二者在初始化时最主要的区别是:当一个类在初始化时,要求其父类全部已经初始化过了,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),才会初始化该父接口。这点也与类初始化的情况很不同,回过头来看第 2 个例子就知道,调用类中的 static final 常量时并不会 触发该类的初始化,但是调用接口中的 static final 常量时便会触发该接口的初始化。