Java类和对象初始化

首先对Java 较为深层技术提几个问题（包含class 文件格式的了解）：

1.类的访问权限在class二进制文件中怎么体现的？

2.类中static 区域 怎么初始化的，时间，顺序，特点是什么？

3.jvm pc 程序计数器（寄存器） 会不会出现OOM问题？

4.类中成员方法和成员变量有没有最大个数限制？

5.类装载是一次性全加载的吗，还是动态的？

6.jvm 本地方法栈是什么？

7.类对象是什么，什么时候被创建的？和加载器有什么关系？

8.不同多个classloader  在管理方法区上是怎么划分的？不同的classloader可以在同一个jvm上加载同一个类吗？

9.jvm 为每一个线程在堆上面配置一个缓存空间吗？这个空间可以使用jvm配置吗？

10.jvm 会为每一个线程配一个程序计数器吗？

类的生命周期：

在Jvm内存管理上有一个很重要的内存区--运行时常量池。其中保存类加载后的符号引用，常量，字面量等信息。在常见对象的时候，首先要到这个常量池中寻找对应类的符号引用，才能判断这个类是否已经加载了。

创建对象的流程：

到运行池寻找对应类的符号引用，如果没有，那么就加载类，类在加载的时候就会在方法区创建类对象数据，其是一切类数据（包含方法）被访问的数据入口（类对象）。创建的类对象和加载此类的类加载器也是相关的，因为不同类加载器在方法区有自己不同的命名空间，那么创建的类数据入口也是有空间区分的，那么在运行池中的符号引用也是包含类加载信息的。所以在方法区中加载类就是声明类数据入口，也就是传统所说的类对象。

接着才是验证字节码的正确性，安全性，准备阶段主要是在方法区分配类数据空间。解析就是在空间上创建引用，变量等。初始化是clinit方法完成的，对类成员进行数据初始化赋值。

Java类的初始化：

本阶段负责为类变量赋正确的初始值。（类变量即静态变量）

Java编译器把所有的类变量初始化语句和静态初始化器通通收集到<clinit>方法中，该方法只能被JVM调用，专门承担初始化工作。

初始化一个类必须保证其直接超类已被初始化。

并非所有类都拥有<clinit>()方法。以下类不会拥有<clinit>方法：

1. 该类既没有声明任何类变量，也没有静态初始化语句。
2. 该类声明了类变量，但没有使用类变量初始化语句或静态初始化语句初始化。   初始化语句是开发人员的赋值语句，和默认值没有关系。对于存在类成员变量如static，对于static是类变量，那么在类加载的时候，就有分配空间，并赋予初始值，int 默认是0，doubles是0.0,long 是0，引用类型全是空；但是这和初始化是两码事。对于其他成员变量，只有clinit调用的时候，才会分配空间，并进行初始化。当然此时static也会初始化。
3. 该类只包含静态final变量的类变量初始化语句，并且类变量初始化语句是常量表达式。  为什么 static final int a = 1; 定义常量不用调用clinit呢？ 常量又是怎么初始化的？

Java类初始化的时机：

规范定义类的初始化时机为“initialize on first active use”，即“在首次主动使用时初始化”。装载和链接在初始化之前就要完成。

首次主动使用的情形：

1. 创建类的新实例--new，反射，克隆或反序列化；
2. 调用类的静态方法；
3. 操作类和接口的静态字段；（final字段除外）
4. 调用Java的特定的反射方法；
5. 初始化一个类的子类；
6. 指定一个类作为Java虚拟机启动时的初始化类（含有main方法的启动类）。

除了以上6种情形，java中类的其他使用方式都是被动使用，不会导致类的初始化。

注意：类对象的初始化clinit调用不是加载器自我触发的，而是被动调用的时候初始化的！！！！！如果没有任何的类成员变量，或者成员初始化语句，那么也就没有clinit调用，那么也就没有类对象。类被加载后，会在字符常量池中创建类信息，那么创建对象的时候，首先要到字符常量池中寻找确认有没有这个类已经被加载了，否在类加载器需要去加载该类。

Class对象 -- 访问一切类数据（包含方法）的入口

类型信息在运行时如何表示（RTTI），由Class对象的特殊对象完成，Class对象包含与类有关的信息。
类作为程序中的一部分，每个类都有一个Class对象（即，每当编写且编译了一个新类，就会产生一个Class对象，这个对象被保存在一个同名的.class文件中，Class对象也是类的唯一标识（如果你了解class二进制文件格式，那么在utf-8字符常量池中包含类信息）

Class 没有公共构造方法。Class 对象是在加载类时由 Java 虚拟机以及通过调用类加载器中的 defineClass 方法自动构造的，因此不能显式地声明一个Class对象。 

虚拟机为每种类型管理一个独一无二的Class对象。也就是说，每个类（型）都有一个Class对象。运行程序时，Java虚拟机(JVM)首先检查是否所要加载的类对应的Class对象（被映射存储在常量池中）是否已经加载。如果没有加载，JVM就会根据类名查找.class文件，并将其Class对象载入。一般某个类的Class对象被载入内存，它就用来创建这个类的所有对象。

Java对象初始化：

编译器为每个类生成至少一个实例初始化方法，即<init>()方法。此方法与源程序里的每个构造方法对应。如果类没有声明构造方法，则生成一个默认构造方法，该方法仅调用父类的默认构造方法，同时生成与该默认构造方法对应的<init>()方法。

<init>()方法内容大概为：

1. 调用另一个<init>()方法（本类的另外一个<init>()方法或父类的<init>()方法）;
2. 初始化实例变量;
3. 与其对应的构造方法内的字节码

Java对象初始化的时机：

对象初始化又称为对象实例化。Java对象在其被创建时初始化。有两种方式创建Java对象：

一种是显示对象创建，通过new关键字来调用一个类的构造函数，通过构造函数创建一个对象。

一种是隐式对象创建：

1. 加载一个包含String字面量的类或接口会引起一个新的String对象创建，除非包含相同字面量的String对象已经在JVM中存在了。

   String s1 = "zheng";

    

2. 自动装箱机制可能会引起一个原子类型的包装类对象被创建。

   Integer iWrapper = 1;

    

3. String连接符也可能会引起新的String或者StringBuilder对象被创建，同时还有可能引起原子类型的包装对象被创建。

   System.out.println("zheng"+1);

对象实例初始化的例子：

public class Base{    Base() {        preProcess();    }     void preProcess() {}}

public class Derived extends Base{    public String whenAmISet = "set when declared";     @Override void preProcess()    {        whenAmISet = "set in preProcess()";    }}

public class Main{    public static void main(String[] args)    {        Derived d = new Derived();        System.out.println( d.whenAmISet );    }}

下面是整个的运行流程：

1. 进入Derived类构造函数
2. Derived成员变量的内存被分配
3. 调用Base类的构造函数
4. Base类构造函数调用preProcess()方法
5. Derived类的preProcess()方法设置whenAmISet
6. Derived类的成员变量初始化被调用
7. 执行Derived构造函数体

可以看到在执行完父类的构造函数后，第6步才对Derived类的成员变量初始化。

Java类初始化例子：

import java.util.Map;import java.util.HashMap;import java.util.Collections;public class Singleton {    public    static Singleton singleton = new Singleton();    public static Map m;    static{        m = new HashMap();    }    private Singleton(){        initM();    }    public static void initM(){        if(null == m){            System.out.println("m 为空");            m = new HashMap();        }        m.put("1", "郑");        m.put("2", "陈");    }    public static Singleton getInstance(){        return singleton;    }}

public class Main {    public static void main(String [] args){        Singleton singleton = Singleton.getInstance();    }}

运行结果输出m 为空

是因为在类初始化阶段先对singleton赋值调用Singleton类构造函数，然后Singleton类构造函数调用initM()方法。但是此时还没有运行static方法，所以m=null.