[读书笔记]类加载的时机 主动引用和被动引用

以下内容摘自周志明的《深入理解Java虚拟机》中的7.2章节。

明白主动引用和被动引用的区别，可以让java程序员了解什么情况下类是会被初始化的，什么情况下是不会被初始化的。

7.2 类加载的时机

　　类从被加载到虚拟机内存中开始，到卸载出内存为止，它的整个生命周期包括：加载（Loading）、验证（Verification）、准备（Preparation）、解析（Resolution）、初始化（Initialization）、使用（Using）和卸载（Unloading）7个阶段。其中验证、准备、解析3个部分统称为连接（Linking）。

　　虚拟机规范则是严格规定了有且只有5种情况必须立即对类进行“初始化”：
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。
　　对于这5种会触发类进行初始化的场景，虚拟机规范中使用了一个很强烈的限定语：“有且只有”，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。

被动引用示例一: 使用子类引用父类的静态字段，不会导致子类初始化。

public class SuperClass {
    public static int value = 123;
    static {
        System.out.println("super class init.");
    }
}

public class SubClass extends SuperClass {
    static {
        System.out.println("sub class init.");
    }
}

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

//输出：
super class init.

 被动引用示例二：通过数组定义来引用类，不会触发类的初始化

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

public class SuperClass {
    public static int value = 123;
    static {
        System.out.println("super class init.");
    }
}

//输出
nonthing

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。

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

public class ConstClass {
    public static final String Test = "Hello world!";

    static {
        System.out.println("const class init.");
    }
}

//输出
Hello world!