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深入理解 Java 虚拟机(8)

深入理解 Java 虚拟机(8)

初始化初始化是类加载过程的最后一步,到了此阶段,才真正开始执行类中定义的 Java 程序代码。在准备阶段,类变量已经被赋过一次系统要求的初始值,而在初始化阶段,则是根据程序员通过程序指定的主观计划去初始化类变量和其他资源,或者可以从另一个角度来表达:初始化阶段是执行类构造器()方法的过程。
这里简单说明下()方法的执行规则:
1、()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语句块中的语句合并产生的,编译器收集的顺序是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,定义在它之后的变量,在前面的静态语句中可以赋值,但是不能访问。
2、()方法与实例构造器()方法(类的构造函数)不同,它不需要显式地调用父类构造器,虚拟机会保证在子类的()方法执行之前,父类的()方法已经执行完毕。因此,在虚拟机中第一个被执行的()方法的类肯定是java.lang.Object。
3、()方法对于类或接口来说并不是必须的,如果一个类中没有静态语句块,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()方法。
4、接口中不能使用静态语句块,但仍然有类变量(final static)初始化的赋值操作,因此接口与类一样会生成()方法。但是接口鱼类不同的是:执行接口的()方法不需要先执行父接口的()方法,只有当父接口中定义的变量被使用时,父接口才会被初始化。另外,接口的实现类在初始化时也一样不会执行接口的()方法。
5、虚拟机会保证一个类的()方法在多线程环境中被正确地加锁和同步,如果多个线程同时去初始化一个类,那么只会有一个线程去执行这个类的()方法,其他线程都需要阻塞等待,直到活动线程执行()方法完毕。如果在一个类的()方法中有耗时很长的操作,那就可能造成多个线程阻塞,在实际应用中这种阻塞往往是很隐蔽的。
下面给出一个简单的例子,以便更清晰地说明如上规则:
class Father{      public static int a = 1;      static{          a = 2;      }  }  class Child extends Father{      public static int b = a;  }  public class ClinitTest{      public static void main(String[] args){          System.out.println(Child.b);      }  }  执行上面的代码,会打印出 2,也就是说 b 的值被赋为了 2。
我们来看得到该结果的步骤。首先在准备阶段为类变量分配内存并设置类变量初始值,这样 A 和 B 均被赋值为默认值 0,而后再在调用()方法时给他们赋予程序中指定的值。当我们调用 Child.b 时,触发 Child 的()方法,根据规则 2,在此之前,要先执行完其父类Father的()方法,又根据规则1,在执行()方法时,需要按 static 语句或 static 变量赋值操作等在代码中出现的顺序来执行相关的 static 语句,因此当触发执行 Fathe r的()方法时,会先将 a 赋值为 1,再执行 static 语句块中语句,将 a 赋值为 2,而后再执行 Child 类的()方法,这样便会将 b 的赋值为 2。
如果我们颠倒一下 Father 类中“public static int a = 1;”语句和“static语句块”的顺序,程序执行后,则会打印出1。很明显是根据规则 1,执行 Father 的()方法时,根据顺序先执行了 static 语句块中的内容,后执行了“public static int a = 1;”语句。
另外,在颠倒二者的顺序之后,如果在 static 语句块中对 a 进行访问(比如将 a 赋给某个变量),在编译时将会报错,因为根据规则 1,它只能对 a 进行赋值,而不能访问。
总结整个类加载过程中,除了在加载阶段用户应用程序可以自定义类加载器参与之外,其余所有的动作完全由虚拟机主导和控制。到了初始化才开始执行类中定义的 Java 程序代码(亦及字节码),但这里的执行代码只是个开端,它仅限于()方法。类加载过程中主要是将 Class 文件(准确地讲,应该是类的二进制字节流)加载到虚拟机内存中,真正执行字节码的操作,在加载完成后才真正开始。
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