类加载时机

类从被加载到虚拟机内存中开始，到卸载出内存为止，它的整个生命周期包括：加载（Loading）、验证（Verification）、准备（Preparation）、解析（Resolution）、初始化（Initialzation）、使用（Using）和卸载（Unloading）7个阶段。其中验证、准备、解析3个部分统称为连接（Linking）。

加载、验证、准备、初始化和卸载这5个阶段的顺序是确定的，类的加载过程必须按照这种顺序按部就班地开始（强调“开始”，是因为这些阶段通常是交叉混合式进行的，通常会在一个阶段执行的过程中调用、激活另外一个阶段），而解析阶段则不一定：它在某种情况下可以在初始化阶段之后再开始。这是为了支持Java语言的运行时绑定（也称为动态绑定或晚期绑定）。

一、什么情况下立即对类“初始化”

Java虚拟机规范中没有明确规定开始进行第一阶段（加载）的情况，由虚拟机的具体实现来自由把握。然而，对于类的“初始化”（加载、验证、准备自然在这之前），却严格规定了5种情况：

遇到new、getstatic、putstatic、或invokestatic这4条字节码指令时，如果类没有进行过初始化，则需要先触发其初始化。生成这4条指令的最常见的Java代码场景是：使用new关键字实例化对象的时候、读取或设置一个类的静态字段（被final修饰、已在编译期把结果放入常量池的静态字段除外）的时候，以及调用一个类的静态方法的时候。
使用java.lang.reflect包的方法对类进行反射时，如果类没有进行过初始化，则需要先触发其初始化。
当初始化一个类的时候，如果发现其父类还没有进行过初始化，则需要先触发其父类的初始化。
当虚拟机启动时，用户需要指定一个要执行的主类（包含main()方法的那个类），虚拟机会先初始化这个主类。
当使用动态语言支持（jdk1.7以上）时，如果一个java.lang.invoke.MethodHandle实例最后的解析结果REF_getStatic、REF_putStatic、REF_invokeStatic的方法句柄，并且这个方法句柄多对应的类没有进行过初始化，则需要先出法其初始化。

对于以上5种会触发类“初始化”的场景，虚拟机规范中使用了“有且只有”来描述。除此之外，所有引用类的方式都不会触发初始化，称为被动引用。

二、类的被动引用

1）通过子类引用父类的静态字段，不会导致子类初始化

//父类代码
public class SuperClass{
    static {
        System.out.println("SuperClass init");
    }
    public static int i=123;
}

//子类代码
public class SubClass extends SuperClass{
    static {
        System.out.println("SubClass init");
    }
}

//测试
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(SubClass.i);
    }
}

可以看到，运行之后并没有输出“SubClass init”。对于静态字段，只有直接定义这个字段的类才会被初始化，因此通过子类引用父类定义的静态字段，只会触发父类的初始化，而不会触发子类的初始化。至于是否触发子类的加载和验证，取决于虚拟机的具体实现。

2）通过数组定义来引用类，不会触发此类的初始化

此处，我们复用上一种情况的SuperClass类

//测试
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        SuperClass[] sca = new SuperClass[10];
     }
}

可以看到，运行后并没有输出“ SuperClass init ”。虽然没有触发
SuperClass 的初始化，但这段代码却触发了另一个由虚拟机自动生成的、直接继承于java.lang.Object的子类的初始化，该类的创建动作由字节码指令newarray触发。

这个被虚拟机自动生成的类代表了一个元素类型为SupperClass的一维数组，数组中应有的属性和方法（用户可直接使用的只有被修饰为public的length属性和clone()方法）都实现在这个类里。Java语言中对数组的访问比C/C++相对安全是因为这个类封装了数组元素的访问方法（越界检察不是封装在数组元素访问的类中，而是封装在数组访问的xaload、xastore字节码指令中）。

3)本质上没有直接引用到定义常量的类

常量在编译阶段会存入调用类的常量池中，本质上没有直接引用到定义常量的类，因此不会触发定义常量的类的初始化。

//定义常量的类
public class ConstClass {
    static {
        System.out.println("ConstClass init");
    }

    public static final String Say = "hello world";
}

//测试
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(ConstClass.Say);
    }
}

上述代买运行之后，同样没有输出“ConstClass init”，这是因为虽然在Java源码中引用了ConstClass类中的常量Say，但其实在编译阶段通过常量传播优化，已经将此常量的值“hello world”存储到了Test类的常量池中，以后Test类对常量ConstClass.Say的引用都被转化成了对自身常量池的引用。也就是说，实际上Test的Class文件中并没有ContsClass类的福利号引用入口，两个类在编译成Class之后就不存在任何联系了。

三、接口的加载过程

接口与类的加载过程略有不同：接口也有初始化，这点与类是一致的，接口中不能使用static{}静态代码块，但编译器仍会为接口生成“<clinit>()”类构造器，用于初始化接口中定义的成员变量。

接口与类真正的区别是5中初始化场景的第3种：

当一个类初始化时，要求其父类全部都已经初始化了，但接口在初始化时，并不要求父接口全都初始化完成，只有真正用到父接口时（如，引用接口中定义的常量）才会初始化。