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「Java生命周期：探究几种状态」——从代码角度深入了解

2023-06-19 05:03:06 深夜i -- --

Java 生命周期状态

Java作为一门面向对象的高级编程语言，其生命周期涉及到了程序的运行、加载、初始化、卸载等众多方面。那么，Java生命周期到底有几种状态？每种状态又代表什么意义？下面就一起来深入了解。

Java主要有5种状态，分别是：加载（Loading）、连接（Linking）、初始化（Initialization）、使用（Using）和卸载（Unloading）。

1. 加载（Loading）

加载阶段是指查找并加载编译好的.class文件，并将其转化成可以程序运行的字节码的过程。主要由ClassLoader的loadClass()方法实现，这个方法负责读取.class文件的二进制流并将其转换成Java对象。

以下代码展示了通过ClassLoader获得Class对象的具体过程：


ClassLoader loader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
Class clazz = loader.loadClass("com.example.Test");

2. 连接（Linking）

连接阶段是指将类或接口的二进制数据合并到JVM中，并且解析符号引用，生成对应的直接引用。连接阶段主要由三个过程构成：验证（Verification）、准备（Preparation）和解析（Resolution）。

以下代码展示了连接阶段的一部分操作：


public class Test {
  public static void main(String[] args) {
    String str = "Hello, World!";
    System.out.println(str);
  }
}
// 编译后的字节码如下
0: ldc      #2         // String Hello, World!
2: astore_1
3: getstatic   #3         // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
6: aload_1
7: invokevirtual #4         // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V

3. 初始化（Initialization）

初始化阶段是指执行类型构造器 ()方法的过程，只有当类被第一次主动使用时（new、getstatic、putstatic或invokestatic），JVM才会对其进行初始化操作。在该阶段中，主要是按照类变量初始化的顺序对变量进行初始化赋值，并执行静态代码块中的代码。除此之外，调用其他类的静态方法或访问静态变量等操作都会触发初始化操作。

以下代码展示了静态代码块的初始化效果：


public class Test {
  static {
    System.out.println("Static block of Test class has been executed!");
  }
  public Test() {
    System.out.println("Constructor of Test class has been executed!");
  }
}
public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    Test t1 = new Test();
    Test t2 = new Test();
  }
}
// 输出结果
Static block of Test class has been executed!
Constructor of Test class has been executed!
Constructor of Test class has been executed!

4. 使用（Using）

使用阶段是指执行程序时，执行new、getstatic、putstatic或invokestatic等指令而导致某个类的初始化阶段完成之后，程序正式进入该类的方法体并开始执行。此时该类已经被完全初始化。

以下代码展示了代码使用时的效果：


public class Test {
  private String name;
  public void setName(String name)
    this.name = name;
  
  public void showName() {
    System.out.println("Your name is " + name);
  }
}
public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    Test t1 = new Test();
    t1.setName("Tom");
    t1.showName();
  }
}
// 输出结果
Your name is Tom

5. 卸载（Unloading）

卸载阶段是指当类不再被程序使用时，由JVM回收它的过程。JVM会根据GC算法自动对其进行垃圾回收（GC），卸载阶段也就是一个类被回收的过程。

本篇文章主要介绍了Java生命周期的五种状态，分别是加载、连接、初始化、使用和卸载。对于Java程序开发者而言，深刻理解这几个状态，可以帮助他们更好地掌握Java程序的执行过程。

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