類的初始化
　　在初始化階段，Java虛擬機(jī)執(zhí)行類的初始化語句，為類的靜態(tài)變量賦予初始值。

　　在程序中，靜態(tài)變量的初始化有兩種途徑：

　　1.在靜態(tài)變量的聲明處進(jìn)行初始化；

　　2.在靜態(tài)代碼塊中進(jìn)行初始化。

　　沒有經(jīng)過顯式初始化的靜態(tài)變量將原有的值。

　　一個比較奇怪的例子：

package com.mengdd.classloader;

class Singleton {

  // private static Singleton mInstance = new Singleton();// 位置1
  // 位置1輸出：
  // counter1: 1
  // counter2: 0
  public static int counter1;
  public static int counter2 = 0;

  private static Singleton mInstance = new Singleton();// 位置2

  // 位置2輸出：
  // counter1: 1
  // counter2: 1

  private Singleton() {
    counter1++;
    counter2++;
  }

  public static Singleton getInstantce() {
    return mInstance;
  }
}

public class Test1 {

  public static void main(String[] args) {

    Singleton singleton = Singleton.getInstantce();
    System.out.println("counter1: " + Singleton.counter1);
    System.out.println("counter2: " + Singleton.counter2);
  }
}

可見將生成對象的語句放在兩個位置，輸出是不一樣的(相應(yīng)位置的輸出已在程序注釋中標(biāo)明)。

　　這是因為初始化語句是按照順序來執(zhí)行的。

　　靜態(tài)變量的聲明語句，以及靜態(tài)代碼塊都被看做類的初始化語句，Java虛擬機(jī)會按照初始化語句在類文件中的先后順序來依次執(zhí)行它們。

類的初始化步驟
　　1.假如這個類還沒有被加載和連接，那就先進(jìn)行加載和連接。

　　2.假如類存在直接的父類，并且這個父類還沒有被初始化，那就先初始化直接的父類。

　　3.假如類中存在初始化語句，那就依次執(zhí)行這些初始化語句。

類的初始化時機(jī)
　　Java程序?qū)︻惖氖褂梅绞娇梢苑譃閮煞N：

　　1.主動使用

　　2.被動使用

　　所有的Java虛擬機(jī)實現(xiàn)必須在每個類或接口被Java程序首次主動使用時才初始化它們。

　　主動使用的六種情況：

　　1.創(chuàng)建類的實例。

new Test();
　　

　　2.訪問某個類或接口的靜態(tài)變量，或者對該靜態(tài)變量賦值。

int b = Test.a;
Test.a = b;

　　3.調(diào)用類的靜態(tài)方法

Test.doSomething();

　　4.反射

Class.forName(“com.mengdd.Test”);

　　5.初始化一個類的子類

class Parent{
}
class Child extends Parent{
   public static int a = 3;
}
Child.a = 4;

　　6.Java虛擬機(jī)啟動時被標(biāo)明為啟動類的類

java com.mengdd.Test

 　　除了以上六種情況，其他使用Java類的方式都被看作是對類的被動使用，都不會導(dǎo)致類的初始化。

接口的特殊性
　　當(dāng)Java虛擬機(jī)初始化一個類時，要求它的所有父類都已經(jīng)被初始化，但是這條規(guī)則并不適用于接口。

　　　　在初始化一個類時，并不會先初始化它所實現(xiàn)的接口。

　　　　在初始化一個接口時，并不會先初始化它的父接口。

　　因此，一個父接口并不會因為它的子接口或者實現(xiàn)類的初始化而初始化，只有當(dāng)程序首次使用特定接口的靜態(tài)變量時，才會導(dǎo)致該接口的初始化。

final類型的靜態(tài)變量
　　final類型的靜態(tài)變量是編譯時常量還是變量，會影響初始化語句塊的執(zhí)行。

　　如果一個靜態(tài)變量的值是一個編譯時的常量，就不會對類型進(jìn)行初始化(類的static塊不執(zhí)行)；

    如果一個靜態(tài)變量的值是一個非編譯時的常量，即只有運行時會有確定的初始化值，則就會對這個類型進(jìn)行初始化(類的static塊執(zhí)行)。

例子代碼：

package com.mengdd.classloader;

import java.util.Random;

class FinalTest1 {
  public static final int x = 6 / 3; // 編譯時期已經(jīng)可知其值為2，是常量
  // 類型不需要進(jìn)行初始化
  static {
    System.out.println("static block in FinalTest1");
    // 此段語句不會被執(zhí)行，即無輸出
  }
}

class FinalTest2 {
  public static final int x = new Random().nextInt(100);// 只有運行時才能得到值
  static {
    System.out.println("static block in FinalTest2");
    // 會進(jìn)行類的初始化，即靜態(tài)語句塊會執(zhí)行，有輸出
  }
}

public class InitTest {

  public static void main(String[] args) {
    System.out.println("FinalTest1: " + FinalTest1.x);
    System.out.println("FinalTest2: " + FinalTest2.x);
  }
}

主動使用的歸屬明確性
　　只有當(dāng)程序訪問的靜態(tài)變量或靜態(tài)方法確實在當(dāng)前類或當(dāng)前接口中定義時，才可以認(rèn)為是對類或接口的主動使用。

package com.mengdd.classloader;

class Parent {
  static int a = 3;

  static {
    System.out.println("Parent static block");
  }

  static void doSomething() {
    System.out.println("do something");
  }
}

class Child extends Parent {
  static {
    System.out.println("Child static block");
  }
}

public class ParentTest {

  public static void main(String[] args) {

    System.out.println("Child.a: " + Child.a);
    Child.doSomething();

    // Child類的靜態(tài)代碼塊沒有執(zhí)行，說明Child類沒有初始化
    // 這是因為主動使用的變量和方法都是定義在Parent類中的
  }
}

ClassLoader類
　　調(diào)用ClassLoader類的loadClass()方法加載一個類，并不是對類的主動使用，不會導(dǎo)致類的初始化。

 package com.mengdd.classloader;

class CL {

  static {
    System.out.println("static block in CL");
  }
}

public class ClassLoaderInitTest {

  public static void main(String[] args) throws Exception {
    ClassLoader loader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
    Class<?> clazz = loader.loadClass("com.mengdd.classloader.CL");
    // loadClass方法加載一個類，并不是對類的主動使用，不會導(dǎo)致類的初始化

    System.out.println("----------------");
    clazz = Class.forName("com.mengdd.classloader.CL");
  }

}

類加載器的父委托機(jī)制

類加載器
　　類加載器用來把類加載到Java虛擬機(jī)中。

類加載器的類型
　　有兩種類型的類加載器：

　　1.JVM自帶的加載器：

　　　　根類加載器(Bootstrap)

　　　　擴(kuò)展類加載器(Extension)

　　　　系統(tǒng)類加載器(System)

　　2.用戶自定義的類加載器：

　　　　java.lang.ClassLoader的子類，用戶可以定制類的加載方式。

JVM自帶的加載器
　　Java虛擬機(jī)自帶了以下幾種加載器。

　　1.根(Bootstrap)類加載器：

　　該加載器沒有父加載器。

　　它負(fù)責(zé)加載虛擬機(jī)的核心類庫，如java.lang.*等。

　　根類加載器從系統(tǒng)屬性sun.boot.class.path所指定的目錄中加載類庫。

　　根類加載器的實現(xiàn)依賴于底層操作系統(tǒng)，屬于虛擬機(jī)的實現(xiàn)的一部分，它并沒有繼承java.lang.ClassLoader類，它是用C++寫的。

　　2.擴(kuò)展(Extension)類加載器：

　　它的父加載器為根類加載器。

　　它從java.ext.dirs系統(tǒng)屬性所指定的目錄中加載類庫，或者從JDK的安裝目錄的jre\lib\ext子目錄(擴(kuò)展目錄)下加載類庫，如果把用戶創(chuàng)建的JAR文件放在這個目錄下，也會自動由擴(kuò)展類加載器加載。

　　擴(kuò)展類加載器是純Java類，是java.lang.ClassLoader類的子類。

　　3.系統(tǒng)(System)類加載器：

　　也稱為應(yīng)用類加載器，它的父加載器為擴(kuò)展類加載器。

　　它從環(huán)境變量classpath或者系統(tǒng)屬性java.class.path所指定的目錄中加載類，它是用戶自定義的類加載器的默認(rèn)父加載器。

　　系統(tǒng)類加載器是純Java類，是java.lang.ClassLoader類的子類。

　　注意：這里的父加載器概念并不是指類的繼承關(guān)系，子加載器不一定繼承了父加載器（其實是組合的關(guān)系）。

用戶自定義類加載器
　　除了以上虛擬機(jī)自帶的類加載器以外，用戶還可以定制自己的類加載器(User-defined Class Loader)。

　　Java提供了抽象類java.lang.ClassLoader，所有用戶自定義的類加載器都應(yīng)該繼承ClassLoader類。

類加載的父委托機(jī)制
　　從JDK 1.2版本開始，類的加載過程采用父親委托機(jī)制，這種機(jī)制能更好地保證Java平臺的安全。

　　在父委托機(jī)制中，除了Java虛擬機(jī)自帶的根類加載器以外，其余的類加載器都有且只有一個父加載器，各個加載器按照父子關(guān)系形成了樹形結(jié)構(gòu)。

　　當(dāng)Java程序請求加載器loader1加載Sample類時，loader1首先委托自己的父加載器去加載Sample類，若父加載器能加載，則由父加載器完成加載任務(wù)，否則才由loader1本身加載Sample類。

　　說明具體過程的一個例子：

loader2首先從自己的命名空間中查找Sample類是否已經(jīng)被加載，如果已經(jīng)加載，就直接返回代表Sample類的Class對象的引用。

　　如果Sample類還沒有被加載，loader2首先請求loader1代為加載，loader1再請求系統(tǒng)類加載器代為加載，系統(tǒng)類加載器再請求擴(kuò)展類加載器代為加載，擴(kuò)展類加載器再請求根類加載器代為加載。

　　若根類加載器和擴(kuò)展類加載器都不能加載，則系統(tǒng)類加載器嘗試加載，若能加載成功，則將Sample類所對應(yīng)的Class對象的引用返回給loader1，loader1再返回給loader2，從而成功將Sample類加載進(jìn)虛擬機(jī)。

　　若系統(tǒng)加載器不能加載Sample類，則loader1嘗試加載Sample類，若loader1也不能成功加載，則loader2嘗試加載。

　　若所有的父加載器及l(fā)oader2本身都不能加載，則拋出ClassNotFoundException異常。

　　總結(jié)下來就是：

　　每個加載器都優(yōu)先嘗試用父類加載，若父類不能加載則自己嘗試加載；若成功則返回Class對象給子類，若失敗則告訴子類讓子類自己加載。所有都失敗則拋出異常。

定義類加載器和初始類加載器
　　若有一個類加載器能成功加載Sample類，那么這個類加載器被稱為定義類加載器。

　　所有能成功返回Class對象的引用的類加載器(包括定義類加載器，即包括定義類加載器和它下面的所有子加載器)都被稱為初始類加載器。

　　假設(shè)loader1實際加載了Sample類，則loader1為Sample類的定義類加載器，loader2和loader1為Sample類的初始類加載器。

父子關(guān)系
　　需要指出的是，加載器之間的父子關(guān)系實際上指的是加載器對象之間的包裝關(guān)系，而不是類之間的繼承關(guān)系。

　　一對父子加載器可能是同一個加載器類的兩個實例，也可能不是。

　　在子加載器對象中包裝了一個父加載器對象。

　　例如loader1和loader2都是MyClassLoader類的實例，并且loader2包裝了loader1，loader1是loader2的父加載器。

　　當(dāng)生成一個自定義的類加載器實例時，如果沒有指定它的父加載器(ClassLoader構(gòu)造方法無參數(shù))，那么系統(tǒng)類加載器就將成為該類加載器的父加載器。

父委托機(jī)制優(yōu)點
　　父親委托機(jī)制的優(yōu)點是能夠提高軟件系統(tǒng)的安全性。

　　因為在此機(jī)制下，用戶自定義的類加載器不可能加載應(yīng)該由父加載器加載的可靠類，從而防止不可靠甚至惡意的代碼代替由父加載器加載的可靠代碼。

　　例如，java.lang.Object類總是由根類加載器加載，其他任何用戶自定義的類加載器都不可能加載含有惡意代碼的java.lang.Object類。

命名空間
　　每個類加載器都有自己的命名空間，命名空間由該加載器及所有父加載器所加載的類組成。

　　在同一個命名空間中，不會出現(xiàn)類的完整名字(包括類的包名)相同的兩個類。

　　在不同的命名空間中，有可能會出現(xiàn)類的完整名字(包括類的包名)相同的兩個類。

運行時包
　　由同一類加載器加載的屬于相同包的類組成了運行時包。

　　決定兩個類是不是屬于同一個運行時包，不僅要看它們的包名是否相同，還要看定義類加載器是否相同。

　　只有屬于同一運行時包的類才能互相訪問包可見(即默認(rèn)訪問級別)的類和類成員。

　　這樣的限制能避免用戶自定義的類冒充核心類庫的類，去訪問核心類庫的包可見成員。

　　假設(shè)用戶自己定義了一個類java.lang.Spy，并由用戶自定義的類加載器加載，由于java.lang.Spy和核心類庫java.lang.*由不同的類加載器加載，它們屬于不同的運行時包，所以java.lang.Spy不能訪問核心類庫java.lang包中的包可見成員。

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