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类的加载和对象的创建

news 2025/9/8 8:34:02

类的加载和对象的创建

类的加载过程（JVM层面）
当首次使用一个类时（如创建对象、访问静态成员等），JVM会按以下步骤加载并初始化类：
1.加载（Loading）

通过类加载器（ClassLoader）查找类的字节码文件（.class）。
将字节码转换为方法区中的运行时数据结构（JVM内部表示）。
在堆中生成一个代表该类的 Class 对象（如 java.lang.Class 实例）。
2.链接（Linking）
验证：检查字节码的安全性、结构正确性（如是否篡改）。
准备：为静态变量分配内存并赋默认值（如 int 默认为0，对象引用默认为null）。
解析：将符号引用（如方法名）替换为直接内存地址（可选，可延迟到初始化后）。
3.初始化（Initialization）
执行类构造器 () 方法（由编译器自动生成）：
按顺序执行静态变量的显式赋值（如 static int a = 5;）。
执行静态代码块（static { … }）。
父类优先：若父类未初始化，先初始化父类。
关键点：
类加载是按需进行（如第一次使用 new、访问静态成员等触发）。
final static 常量（编译期可确定值）会在编译时直接替换，不触发初始化。

二、对象的创建过程（new 关键字触发）
类加载：首次遇到类时，JVM通过类加载器定位并加载.class文件。

静态初始化：执行静态变量赋值和静态代码块（仅首次加载时一次）。

内存分配：new指令触发堆内存分配，空间大小由类结构决定。

默认初始化：所有实例变量赋默认值（数值=0，boolean=false，引用=null）。

显式初始化：按代码声明顺序执行实例变量赋值和实例代码块。
构造器执行：调用对应构造函数（若无继承，直接执行；有继承则先递归调用父类构造器）。

详细：当类已加载完成后，通过 new 创建对象：
1.检查类是否已加载

若类未加载，先触发类加载过程（见上文），否则直接进入对象创建。
2.分配内存
在堆中为对象分配连续内存空间（大小在类加载时已确定）。
分配方式：指针碰撞（内存规整）或空闲列表（内存不规整）。
3.内存空间零值初始化
将分配的内存空间中的所有字段置零值（如 int=0, boolean=false, 引用=null）。
4.设置对象头（Object Header）
存储对象元数据：类指针（指向方法区的类信息）、哈希码、GC分代年龄等。
5.执行 () 方法（构造函数）
按顺序执行：
i.调用父类构造函数（隐式或显式 super()）。
ii.执行实例变量显式赋值（如 int age = 18;）。
iii.执行构造代码块（{ … }）。
iv.执行自定义构造函数逻辑（用户编写的代码）。

三、代码示例与执行顺序
java运行复制class Parent {
static { System.out.println(“Parent静态代码块”); }
{ System.out.println(“Parent构造代码块”); }
Parent() { System.out.println(“Parent构造函数”); }
}

class Child extends Parent {
static int num = 10; // 静态变量
static { System.out.println(“Child静态代码块”); }

int age = initAge(); // 实例变量
{ System.out.println("Child构造代码块"); }Child() { System.out.println("Child构造函数"); 
}int initAge() {System.out.println("初始化实例变量");return 18;
}public static void main(String[] args) {System.out.println("首次创建对象 -->");new Child(); // 触发类加载+对象创建System.out.println("\n再次创建对象 -->");new Child(); // 仅触发对象创建
}

}
输出结果：
plaintext复制首次创建对象 -->
Parent静态代码块 // 父类初始化（静态）
Child静态代码块 // 子类初始化（静态）
Parent构造代码块 // 父类实例化（代码块）
Parent构造函数 // 父类构造函数
初始化实例变量 // 子类实例变量赋值
Child构造代码块 // 子类实例化（代码块）
Child构造函数 // 子类构造函数