为什么“在Java虚拟机内部”说“不需要加载NewbornBaby”？ §12.4.1初始化发生时

编程问答 2022-08-12

问题描述

Inside the Java Virtual Machine - Chapter 7 The Lifetime of a Type - Initialization具有如下代码段。

class NewParent {

    static int hoursOfSleep = (int) (Math.random() * 3.0);

    static {
        System.out.println("NewParent was initialized.");
    }
}

class NewbornBaby extends NewParent {

    static int hoursOfCrying = 6 + (int) (Math.random() * 2.0);

    static {
        System.out.println("NewbornBaby was initialized.");
    }
}

class Example2 {

    // Invoking main() is an active use of Example2
    public static void main(String[] args) {

        // Using hoursOfSleep is an active use of NewParent,// but a passive use of NewbornBaby
        int hours = NewbornBaby.hoursOfSleep;
        System.out.println(hours);
    }

    static {
        System.out.println("Example2 was initialized.");
    }
}

然后说在上面的示例中，执行Example2的main（）只会导致Example2和NewParent初始化。 NewbornBaby未初始化，不需要加载。

。

Example2引用了NewbornBaby，我认为应该首先是“ JVM加载NewbornBaby，并且发现NewbornBaby没有hoursOfSleep字段，然后继续加载NewbornBaby的超类NewParent”。那么，为什么在Java虚拟机内部说 NewbornBaby不需要加载？

？

在javac Example2.java之后，我运行java -verbose:class Example2，下面是输出的一部分。

[Loaded Example2 from file:/Users/jason/trivial/]
[Loaded sun.launcher.LauncherHelper$FXHelper from /Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_181.jdk/Contents/Home/jre/lib/rt.jar]
[Loaded java.lang.class$MethodArray from /Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_181.jdk/Contents/Home/jre/lib/rt.jar]
[Loaded java.lang.Void from /Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_181.jdk/Contents/Home/jre/lib/rt.jar]
Example2 was initialized.
[Loaded NewParent from file:/Users/jason/trivial/]
[Loaded NewbornBaby from file:/Users/jason/trivial/]
[Loaded java.lang.Math$RandomNumberGeneratorHolder from /Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_181.jdk/Contents/Home/jre/lib/rt.jar]
[Loaded java.util.Random from /Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_181.jdk/Contents/Home/jre/lib/rt.jar]
NewParent was initialized.
1

它表明JVM确实确实加载了NewbornBaby。

解决方法

您遇到了 loading 和 initialization 类的常见困惑。

您链接的文章介绍了初始化，该初始化由某些well defined actions触发：

§12.4.1。初始化发生时

T的类或接口类型T会在以下任何一种首次出现之前立即初始化：

  • T是一个类，并且创建了T的实例。
  • 调用由static声明的T方法。
  • 分配了static声明的T字段。
  • 使用了static声明的T字段，该字段不是常量变量（§4.12.4）。

您的代码正在访问类static中的NewParent字段，这将触发该类的初始化。您访问它的方式是无关紧要的。因此，当您运行代码而不登录时，它会打印出来

Example2 was initialized.
NewParent was initialized.
1

由于未执行任何指定的触发动作，因此NewbornBaby尚未初始化。

Class loading 是完全不同的事情。故意不指定其时间，只是必须在初始化之前进行。 JVM可能甚至在应用程序启动之前就急切地加载所有引用的类，或者推迟加载，直到验证者或应用程序需要它为止。

在这一点上，重要的是要理解，尽管编译器将检查所引用的static字段是否存在并在类NewParent中找到它，但它仍将使用具有以下内容的类型来生成字节码：已在源代码中使用。因此，即使在运行时加载指定的类NewbornBaby也是不可避免的（本文对此是错误的），即使它不会被初始化（该文章似乎与加载混淆）。

与JLS, §13.1. The Form of a Binary比较：

给出一个表示在类C中的字段访问的合法表达式，该引用引用名为f的字段，该字段不是常量变量，并且在（可能是不同的）类或接口{{1 }}，我们定义字段引用的限定类型如下：

...

  • 如果引用的格式为 TypeName D，其中 TypeName 表示类或接口，则由 TypeName表示的类或接口是引用的限定类型。

...

对.f的引用必须编译为对引用的限定类型的擦除（§4.6）的符号引用，以及字段的简单名称f。

换句话说，表达式f将使用NewbornBaby.hoursOfSleep作为限定类型进行编译，并且运行时必须像编译器一样再次在超类型中查找实际字段。如果运行时存在NewbornBaby的另一个版本，并且具有该名称和类型的匹配字段，那么将使用该字段。

无法在运行时加载类NewbornBaby来确定哪种情况适用。

此外，将在记录类加载时超出规格。看起来，触发加载时并不会发生，而是加载完成时。这确实已经包括一些验证步骤，包括加载和检查超类是否存在以及是否兼容（即不是NewbornBaby，不是interface等）。

因此，当验证者遇到对类final的访问时，它将触发该类的加载，从而触发NewbornBaby的加载。但是NewParent的加载首先完成并首先报告，因为完成NewParent的加载对于完成之后记录的日志是必需的。

但是，如上所述，这是特定于实现的。仅精确指定了初始化。

,

在这种情况下，如您在书中引用的那样，JVM首先加载NewbornBaby并发现NewbornBaby没有hoursOfSleep字段，然后它继续加载{{1} }的超类NewbornBaby”：JVM尝试加载NewParent，但是该类是NewbornBaby的子类，因此要加载它，需要加载其超类的所有类方法，因此加载NewParent（第一个）是加载newbornBaby（第二个）的必要条件。

在继续加载NewParent的过程中，看起来它像是先加载的，并且确实加载了，但是请记住，这是加载newbornBaby（已启动的过程）的子过程