🙊前言：本文章为瑞_系列专栏之《JVM虚拟机》的类的生命周期篇的初始化阶段小节。由于博主是从B站黑马程序员的《JVM虚拟机》学习其相关知识，所以本系列专栏主要是针对该课程进行笔记总结和拓展，文中的部分原理及图解等也是来源于黑马提供的资料，特此注明。本文仅供大家交流、学习及研究使用，禁止用于商业用途，违者必究！

1 JVM虚拟机概述

瑞：请参考《瑞_JVM虚拟机_概述》

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2 类的生命周期

  类的生命周期描述了一个类加载、使用、卸载的整个过程

  类的生命周期一般分为五个阶段：加载 ➡️ 连接 ➡️ 初始化 ➡️ 使用 ➡️ 卸载

瑞：初始化阶段最重要，因为程序员可以干涉

  由于连接阶段操作很多，所以，又可以分为七个阶段：加载 ➡️ 验证 ➡️ 准备 ➡️ 解析 ➡️ 初始化 ➡️ 使用 ➡️ 卸载

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2.1 加载阶段

瑞：请参考《瑞_JVM虚拟机_类的生命周期》

2.2 连接阶段

瑞：请参考《瑞_JVM虚拟机_类的生命周期》

2.3 初始化阶段<client> ★★★★★

  加载 ➡️ 连接 ➡️ 初始化 ➡️ 使用 ➡️ 卸载

瑞：初始化阶段就是执行static代码块赋值

  连接阶段中非 final 修饰的静态变量（static）保存的是初始值（上图中 int 数据类型的初始值为 0，点我查看数据类型的初始值表），而且是保存在堆区里面的class对象中。但是最终这个值应该是1（如上图），当这个变量存储的值为1的时候，我们才能拿去使用。而这个赋值为1的操作就是在初始化阶段完成的。

  初始化阶段会执行静态代码块中的代码，并为静态变量赋值

  初始化阶段会执行字节码文件中 clinit 部分的字节码指令

瑞：clinit可以拆解为： cl —— class 代表类，init代表初始化。即类的初始化

2.3.1 案例一

【案例】静态变量赋值

  在下面的案例代码中，声明了一个静态变量 value 赋值为 1 ，在静态代码块中将 value 值赋为 2 ，如下：

public class RayTest {public static int value = 1;static {value = 2;}public static void main(String[] args) {System.out.println("value = " + value);}
}

  执行后运行结果如下

	value = 2

  使用 jclasslib 工具查看字节码文件的方法信息，见下图

瑞：jclasslib 工具的安装可以参考《瑞_JVM虚拟机_概述》

  1️⃣ 其中 [0] <init>虽然我们没有写构造方法，但是编译器会帮我们自动生成默认无参构造方法

  2️⃣ 其中 [1] main 主方法

  3️⃣ 其中 [2] <clinit> 初始化阶段执行

  <clinit>方法中的字节码指令如下：

0 iconst_1
1 putstatic #7 <com/ray/onlytest/at2024/t03/t15/RayTest.value : I>
4 iconst_2
5 putstatic #7 <com/ray/onlytest/at2024/t03/t15/RayTest.value : I>
8 return

  《Java虚拟机规范》中putstatic指令是给类中的静态字段赋值，值从操作数栈中获取。iconst_常量值指令：将常量值放到操作数栈中（临时存放），生成常量。

  putstatic指令说明原文见下图⬇️

瑞：《Java虚拟机规范》官网地址：https://docs.oracle.com/javase/specs/index.html

解析字节码指令

  所以字节码指令执行步骤如下

0 iconst_1
1 putstatic #7 <com/ray/onlytest/at2024/t03/t15/RayTest.value : I>
4 iconst_2
5 putstatic #7 <com/ray/onlytest/at2024/t03/t15/RayTest.value : I>
8 return

  1️⃣ 编号0行：将常量1放入操作数栈中

  2️⃣ 编号1行：将操作数栈中的 1 赋值给常量池中编号为#7（你不一定是#7）的变量即RayTest.value，由于在连接阶段（准备阶段）中已经对静态变量RayTest.value分配内存并设置初始值 0 ，所以RayTest.value由 0 变为了 1

  3️⃣ 编号4行：将常量2放入操作数栈中

  4️⃣ 编号5行：将操作数栈中的 2 赋值给常量池中编号为#7（你不一定是#7）的变量即RayTest.value，所以RayTest.value由 1 变为了 2

2.3.2 案例二

  将案例一的两句静态代码对调顺序

public class RayTest {static {value = 2;}public static int value = 1;public static void main(String[] args) {System.out.println("value = " + value);}
}

  执行后运行结果如下

	value = 1

  <clinit>方法中的字节码指令如下：

0 iconst_2
1 putstatic #7 <com/ray/onlytest/at2024/t03/t15/RayTest.value : I>
4 iconst_1
5 putstatic #7 <com/ray/onlytest/at2024/t03/t15/RayTest.value : I>
8 return

  连接阶段 value 默认值设为了 0 ，然后在初始化阶段将 2 赋值给 value，再将 1 赋值给 value

2.3.3 小结

  clinit方法中字节码指令的执行顺序与Java中编写的顺序是一致的

2.3.4 代码中触发类的初始化的方式

2.3.4.0 设置打印出加载并初始化的类

添加-XX:+TraceClassLoading参数可以打印出加载并初始化的类

2.3.4.1 方式一

  1️⃣ 访问一个类的静态变量或者静态方法，注意如果这个变量是 final 修饰的并且等号右边是常量则不会触发类的初始化阶段（连接阶段就会直接给 final 修饰的常量赋值）。

public class RayTest {public static void main(String[] args) {int i  = RayTest2.i;System.out.println(i);}
}class RayTest2{static {System.out.println("init...");i = 486;}public static int i = 0;
}

  运行后发现，RayTest2初始化了（打印了init…）

  将上面代码中RayTest2.i修改为 final 修饰

public class RayTest {public static void main(String[] args) {int i  = RayTest2.i;System.out.println(i);}
}class RayTest2{static {System.out.println("init...");
//        i = 486;}public static final int i = 486;
}

  运行后发现，RayTest2并没有初始化（未打印init…）修改后RayTest2.i这个变量是 final 修饰的并且等号右边是常量486，则不会触发类的初始化阶段

2.3.4.2 方式二

  2️⃣ 调用Class.forName(String className)。

public class RayTest {public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {Class<?> clazz = Class.forName("com.ray.onlytest.at2023.t12.t05.RayTest2");}
}class RayTest2{static {System.out.println("init...");}
}

2.3.4.3 方式三

  3️⃣ new一个该类的对象时。

2.3.4.4 方式四

  4️⃣ 执行Main方法的当前类。

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2.4 使用阶段

瑞：请参考《瑞_JVM虚拟机_类的生命周期》

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2.5 卸载阶段

瑞：请参考《瑞_JVM虚拟机_类的生命周期》

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附：JDK1.8运行时数据区

附：数据类型的初始值表

每一种基本数据类型和引用数据类型都有其初始值（见下表）

数据类型	初始值
int	0
long	0L
short	0
char	‘\u0000’
byte	0
boolean	false
double	0.0
引用数据类型	null

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本文是博主的粗浅理解，可能存在一些错误或不完善之处，如有遗漏或错误欢迎各位补充，谢谢

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