Java中类什么时候被加载

在Java中,类的加载是指将类的字节码文件加载到内存中,并创建对应的Class对象的过程。类的加载是Java程序运行的关键步骤之一,它是Java虚拟机执行程序的基础。

类的加载时机

Java虚拟机规范定义了以下五种情况,会触发对类的加载:

  1. 当创建类的实例对象时,该类会被加载。例如:
public class MyClass {
    // 类的定义
}

// 创建MyClass类的实例对象
MyClass myObj = new MyClass();
  1. 当访问类的静态成员(静态变量或静态方法)时,该类会被加载。例如:
public class MyClass {
    public static int myStaticVar = 10;
    public static void myStaticMethod() {
        System.out.println("Hello");
    }
}

// 访问MyClass类的静态成员
int var = MyClass.myStaticVar;
MyClass.myStaticMethod();
  1. 当使用反射API访问某个类的时候,该类会被加载。例如:
Class<?> clazz = Class.forName("com.example.MyClass");
  1. 当初始化某个类的子类时,父类会被加载。例如:
public class ParentClass {
    static {
        System.out.println("ParentClass is loaded");
    }
}

public class ChildClass extends ParentClass {
    static {
        System.out.println("ChildClass is loaded");
    }
}

// 创建ChildClass类的实例对象
ChildClass childObj = new ChildClass();
  1. 当虚拟机启动时,会加载包含main方法的主类。例如:
public class MainClass {
    public static void main(String[] args) {
        // 主类的执行代码
    }
}

类的加载过程

类的加载过程可以分为以下三个步骤:

  1. 加载:加载是指将类的字节码文件加载到内存中。类的字节码文件可以来自本地文件系统、网络等各种途径。加载后,会在Java堆内存中创建一个对应的Class对象。

  2. 链接:链接是指将已经加载的类与其他类关联起来,并进行验证、准备和解析等步骤。

    • 验证:验证阶段会检查类的字节码文件是否符合Java虚拟机的规范,包括语法检查、语义检查等。
    • 准备:准备阶段会为类的静态变量分配内存,并设置默认的初始值。
    • 解析:解析阶段将符号引用转换成直接引用,使得虚拟机可以直接访问到类的方法、字段等。
  3. 初始化:初始化是指对类的静态变量赋予真正的初始值,并执行静态代码块和静态方法。类的初始化是在链接阶段之后进行的。

类的加载和初始化是延迟进行的,即只有在需要使用类的时候才会进行加载和初始化操作。

类的加载机制

Java虚拟机采用了一种动态加载的机制,即根据需要按需加载类。当需要使用某个类的时候,虚拟机会先检查该类是否已经被加载,如果没有加载,则会触发对类的加载操作。

类的加载是通过类加载器完成的。类加载器是Java虚拟机的一项重要功能,负责将类的字节码文件加载到内存中,并创建对应的Class对象。

Java虚拟机提供了三种类加载器:

  • 启动类加载器(Bootstrap ClassLoader):负责加载Java核心类,如java.lang.Object等。它是虚拟机的一部分,用C++实现,不是Java类,所以没有对应的Class对象。
  • 扩展类加载器(Extension ClassLoader):负责加载Java扩展类,如javax.swing.JButton等。它是由启动类加载器加载的。
  • 应用程序类加载器(Application ClassLoader):负责加载应用程序的类,即开发者编写的类。它是由扩