java-java类的生命周期

来源：互联网发布：admaster数据分析师编辑：程序博客网时间：2024/06/13 22:55

1.JVM(Java虚拟机)几个重要的内存区域：

1）方法区：在Java的虚拟机中有一块专门用来存放已经加载的类信息、常量、静态变量以及方法代码的内存区域。

2）常量池：常量池是方法区的一部分，主要用来存放常量和类中的符号引用等信息。

3）堆区：用于存放类的对象实例。

4）栈区：也叫Java虚拟机栈，是由一个一个的栈帧组成的后进先出的栈式结构，栈桢中存放方法运行时产生的局部变量、方法出口等信息。当调用一个方法时，虚拟机栈中就会创建一个栈帧存放这些数据，当方法调用完成时，栈帧消失，如果方法中调用了其他方法，则继续在栈顶创建新的栈桢。

2.类的生命周期：

当我们编写一个java的源文件后，经过编译会生成一个后缀为class的.class文件，这种文件叫做字节码文件，只有这种字节码文件才能够在java虚拟机中运行，java类的生命周期就是指一个class文件从加载到卸载的全过程。

一个java类的完整的生命周期会经历加载、连接、初始化、使用、卸载五个阶段，当然也有在加载或者连接之后没有被初始化就直接被使用的情况。

1）加载

在java中，我们经常会接触到一个词——类加载，它和这里的加载并不是一回事，通常我们说类加载指的是类的生命周期中加载、连接、初始化三个阶段。在加载阶段，java虚拟机会找到需要加载的类，并把类的信息加载到JVM的方法区中，然后在堆区中实例化一个java.lang.Class对象，作为方法区中这个类的信息的入口。

加载阶段是类的生命周期中的第一个阶段，加载阶段之后，是连接阶段。有一点需要注意，就是有时连接阶段并不会等加载阶段完全完成之后才开始，而是交叉进行，可能一个类只加载了一部分之后，连接阶段就已经开始了。但是这两个阶段总的开始时间和完成时间总是固定的：加载阶段总是在连接阶段之前开始，连接阶段总是在加载阶段完成之后完成。

2）连接

连接阶段比较复杂，一般会跟加载阶段和初始化阶段交叉进行，这个阶段的主要任务就是做一些加载后的验证工作以及一些初始化前的准备工作，可以细分为三个步骤：验证、准备和解析。

[1] 验证

当一个类被加载之后，必须要验证一下这个类是否合法，比如这个类是不是符合字节码的格式、变量与方法是不是有重复、数据类型是不是有效、继承与实现是否合乎标准等等。这个阶段的目的就是保证加载的类是能够被JVM所运行。

[2] 准备

准备阶段的工作就是为类的静态变量分配内存并设为JVM默认的初值，对于非静态的变量，则不会为它们分配内存。有一点需要注意，这时候，静态变量的初值为JVM默认的初值，而不是我们在程序中设定的初值。JVM默认的初值如下：

基本类型（int、long、short、char、byte、boolean、float、double）的默认值为0。
引用类型的默认值为null。
常量的默认值为程序中设定的值，比如 final static int a = 100，则准备阶段中a的初值就是100。

[3] 解析

这一阶段的任务就是把常量池中的符号引用转换为直接引用。在内存中也是一样，在内存中找一个类里面的show()方法，显然是找不到。但是在解析阶段，JVM就会把show()转换为指向方法区的的一块内存地址，比如c17164，通过c17164就可以找到show()具体分配在内存的哪一个区域了。这里show()就是符号引用，而c17164就是直接引用。在解析阶段，JVM会将所有的类或接口名、字段名、方法名转换为具体的内存地址。

连接阶段完成之后会根据使用的情况（直接引用还是被动引用）来选择是否对类进行初始化。

3）初始化

如果一个类被直接引用，就会触发类的初始化。在java中，直接引用的情况有：

1）通过new关键字实例化对象、读取或设置类的静态变量、调用类的静态方法。

2）通过反射方式执行以上三种行为。

3）初始化子类的时候，会触发父类的初始化。

4）作为程序入口直接运行时（也就是直接调用main方法）。

类的初始化过程：

按照顺序自上而下运行类中的变量赋值语句和静态语句，如果有父类，则首先按照顺序运行父类中的变量赋值语句和静态语句。

在类的初始化阶段，只会初始化与类相关的静态赋值语句和静态语句，也就是有static关键字修饰的信息，而没有static修饰的赋值语句和执行语句在实例化对象的时候才会运行。

举例：

[1] public static Field1 f1 = new Field1();
[2] public static Field1 f2 ;

均未被static修饰，代码[1]被实例化，初始化运行；代码[2]未被实例化，只是声明，未初始化运行。

具体代码如下：

package test;public class Field1 {public Field1() {System.out.println("Field1构造方法");}}

package test;public class Field2 {public Field2() {System.out.println("Field2构造方法");}}

package test;class InitClass2 {static {System.out.println("运行父类静态代码");}public static Field1 f1 = new Field1();public static Field1 f2 ;}class SubInitClass2 extends InitClass2 {static {System.out.println("运行子类静态代码");}public static Field2 f2 = new Field2();}public class ClassLoaderTest {public static void main(String[] args) {new SubInitClass2();}}

结果如下图所示：

4）使用

类的使用包括主动引用和被动引用，主动引用请看初始化部分

被动引用：

1）引用父类的静态字段，只会引起父类的初始化，而不会引起子类的初始化。

2）定义类数组，不会引起类的初始化。

3）引用类的常量，不会引起类的初始化。

总结：使用阶段包括主动引用和被动引用，主动引用会引起类的初始化，而被动引用不会引起类的初始化。

当使用阶段完成之后，java类就进入了卸载阶段。

5）卸载

满足下列情况，类就会被卸载：

1）该类所有的实例都已经被回收，也就是java堆中不存在该类的任何实例

2）加载该类的ClassLoader已经被回收。

3）该类对应的java.lang.Class对象没有任何地方被引用，无法在任何地方通过反射访问该类的方法。

以上条件全部满足，JVM就会在方法区垃圾回收的时候对类进行卸载，类的卸载过程其实就是在方法区中清空类信息，Java类的整个生命周期就结束了。

3.总结

对象基本上都是在JVM的堆区中创建，在创建对象之前，会触发类加载（加载、连接、初始化），当类初始化完成后，根据类信息在堆区中实例化类对象，初始化非静态变量、非静态代码以及默认构造方法，当对象使用完之后会在合适的时候被JVM垃圾收集器回收。对象的生命周期只是类的生命周期中使用阶段的主动引用的一种情况（即实例化类对象）。而类的整个生命周期则要比对象的生命周期长的多。

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