不可逆的类初始化过程

类的加载过程说复杂很复杂,说简单也简单,说复杂是因为细节很多,比如说今天要说的这个,可能很多人都不了解;说简单,大致都知道类加载有这么几个阶段,loaded->linked->initialized,为了让大家能更轻松地知道我今天说的这个话题,我不详细说类加载的整个过程,改天有时间有精力了我将整个类加载的过程和大家好好说说(PS:我对类加载过程慢慢清晰起来得益于当初在支付宝做cloudengine容器开发的时候,当时引入了标准的osgi,解决类加载的问题几乎是每天的家常便饭,相信大家如果还在使用OSGI,那估计能体会我当时的那种痛,哈哈)。

本文我想说的是最后一个阶段,类的初始化,但是也不细说其中的过程,只围绕我们今天要说的展开。

我们定义一个类的时候,可能有静态变量,可能有静态代码块,这些逻辑编译之后会封装到一个叫做clinit的方法里,比如下面的代码:

class BadClass{
    private static int a=100;
    static{
        System.out.println("before init");
        int b=3/0;
        System.out.println("after init");
    }

    public static void doSomething(){
        System.out.println("do somthing");
    }
}

编译之后我们通过javap -verbose BadClass可以看到如下字节码:

{
  BadClass();
    flags:
    Code:
      stack=1, locals=1, args_size=1
         0: aload_0
         1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
         4: return
      LineNumberTable:
        line 1: 0

  public static void doSomething();
    flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
    Code:
      stack=2, locals=0, args_size=0
         0: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
         3: ldc           #3                  // String do somthing
         5: invokevirtual #4                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
         8: return
      LineNumberTable:
        line 10: 0
        line 11: 8

  static {};
    flags: ACC_STATIC
    Code:
      stack=2, locals=1, args_size=0
         0: bipush        100
         2: putstatic     #5                  // Field a:I
         5: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
         8: ldc           #6                  // String before init
        10: invokevirtual #4                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
        13: iconst_3
        14: iconst_0
        15: idiv
        16: istore_0
        17: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
        20: ldc           #7                  // String after init
        22: invokevirtual #4                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
        25: return
      LineNumberTable:
        line 2: 0
        line 4: 5
        line 5: 13
        line 6: 17
        line 7: 25
}

我们看到最后那个方法static{},其实就是我上面说的clinit方法,我们看到静态字段的初始化和静态代码库都封装在这个方法里。

假如我们通过如下代码来测试上面的类:

 public static void main(String args[]){
        try{
            BadClass.doSomething();
        }catch (Throwable e){
            e.printStackTrace();
        }

        BadClass.doSomething();
    }

大家觉得输出会是什么?是会打印多次before init吗?其实不然,输出结果如下:

before init
java.lang.ExceptionInInitializerError
    at ObjectTest.main(ObjectTest.java:7)
    at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method)
    at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:57)
    at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43)
    at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:606)
    at com.intellij.rt.execution.application.AppMain.main(AppMain.java:134)
Caused by: java.lang.ArithmeticException: / by zero
    at BadClass.<clinit>(ObjectTest.java:25)
    ... 6 more
Exception in thread "main" java.lang.NoClassDefFoundError: Could not initialize class BadClass
    at ObjectTest.main(ObjectTest.java:12)
    at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method)
    at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:57)
    at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43)
    at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:606)
    at com.intellij.rt.execution.application.AppMain.main(AppMain.java:134)

也就是说其实是只输出了一次before init,这是为什么呢?

clinit方法在我们第一次主动使用这个类的时候会触发执行,比如我们访问这个类的静态方法或者静态字段就会触发执行clinit,但是这个过程是不可逆的,也就是说当我们执行一遍之后再也不会执行了,如果在执行这个方法过程中出现了异常没有被捕获,那这个类将永远不可用,虽然我们上面执行BadClass.doSomething()的时候catch住了异常,但是当代码跑到这里的时候,在jvm里已经将这个类打上标记了,说这个类初始化失败了,下次再初始化的时候就会直接返回并抛出类似的异常java.lang.NoClassDefFoundError: Could not initialize class BadClass,而不去再次执行初始化的逻辑,具体可以看下jvm里对类的状态定义:

 enum ClassState {
    unparsable_by_gc = 0,               // object is not yet parsable by gc. Value of _init_state at object allocation.
    allocated,                          // allocated (but not yet linked)
    loaded,                             // loaded and inserted in class hierarchy (but not linked yet)
    linked,                             // successfully linked/verified (but not initialized yet)
    being_initialized,                  // currently running class initializer
    fully_initialized,                  // initialized (successfull final state)
    initialization_error                // error happened during initialization
  };

如果clinit执行失败了,抛了一个未被捕获的异常,那将这个类的状态设置为initialization_error,并且无法再恢复,因为jvm会认为你这次初始化失败了,下次肯定也是失败的,为了防止不断抛这种异常,所以做了一个缓存处理,不是每次都再去执行clinit,因此大家要特别注意,类的初始化过程可千万不能出错,出错就可能只能重启了哦。

时间: 2024-12-23 18:42:51

不可逆的类初始化过程的相关文章

假笨说-类初始化死锁导致线程被打爆!打爆!爆!

概述 之前写过关于类加载死锁的文章,消失的死锁,说的是类加载过程中发生的死锁,我们从线程dump里完全看不出死锁的迹象,但是确实发生了死锁,没了解的建议看看我前面的那篇文章 本文要说的是另外一个问题,最近在生产环境上碰到,是类初始化导致的死锁,恩,你没看错,确实是类初始化导致的死锁,我之前写过一篇文章,不可逆的类初始化过程,这篇文章可以助你了解类的初始化过程,另外也写过一篇JDK的sql设计不合理导致的驱动类初始化死锁问题,也是关于初始化死锁的,原因其实差不多,不过本文将这个问题描述的场景更加通

深入解析Java对象的初始化过程

我们先来看这道面试题: public class Base{ private String baseName = "base"; //构造方法 public Base(){callName();}   //对象方法 public void callName(){ System. out. println(baseName); } //静态内部类    static class Sub extends Base{ //静态内部类的字段 private String baseName = 

Java类变量和成员变量初始化过程的应用介绍_java

一.类的初始化 对于类的初始化:类的初始化一般只初始化一次,类的初始化主要是初始化静态成员变量. 类的编译决定了类的初始化过程. 编译器生成的class文件主要对定义在源文件中的类进行了如下的更改: 1)       先按照静态成员变量的定义顺序在类内部声明成员变量. 2)       再按照原java类中对成员变量的初始化顺序进行初始化. 一个java类和编译后的class对应的转换如下: 源文件: 复制代码 代码如下: public class Person{ public static S

解析Java类和对象的初始化过程

本文主要对类和对象初始化全过程进行分析,通过一个实际问题引入,将源代码转换成 JVM 字节码后,对 JVM 执行过程的关键点进行全面解析,并在文中穿插入了相关 JVM 规范和 JVM 的部分内部理论知识,以理论与实际结合的方式介绍对象初始化和类初始化之间的协作以及可能存在的冲突问题. 问题引入 近日我在调试一个枚举类型的解析器程序,该解析器是将数据库内一万多条枚举代码装载到缓存中,为了实现快速定位枚举代码和具体枚举类别的所有枚举元素,该类在装载枚举代码的同时对其采取两种策略建立内存索引.由于该类

JAVA中对象创建和初始化过程

分析一下JAVA中对象创建和初始化过程中涉及的相关概念问题,java中栈(stack)与堆(heap),对象.引用.句柄的概念. 1.Java中的数据类型 Java中有3个数据类型: 基本数据类型(在Java中,boolean.byte.short.int.long.char.float.double这八种是基本数据类型) 引用类型 null类型 其中,引用类型包括类类型(含数组).接口类型. 下列语句声明了一些变量: 以下是引用片段: int k ; A a; //a是A数据类型的对象变量名.

Java程序初始化过程详解

觉得Core Java在Java 初始化过程的总体顺序没有讲,只是说了构造器时的顺序,作者似乎认为路径很多,列出来比较混乱.我觉得还是要搞清楚它的过程比较好.所以现在结合我的学习经验写出具体过程: 过程如下: 1.在类的声明里查看有无静态元素(static element, 我姑且这么叫吧),比如: static int x = 1, { //block float sss = 333.3; String str = "hello"; } 或者 比如 static { //(stati

关于java类初始化顺序的问题

问题描述 关于java类初始化顺序的问题 正常来说一个类的初始化过程应该是: 1.全局静态变量 2.静态代码块 3.全局变量 4.代码块 5.构造器 有这么一个例子: public class LoadTest { //全局静态变量 static int staticI = 10; //全局变量 int i = 20; //构造器 private LoadTest() { System.out.println("staticI="+staticI); System.out.printl

JDK的sql设计不合理导致的驱动类初始化死锁问题

问题描述 当我们一个系统既需要mysql驱动,也需要oracle驱动的时候,在并发加载初始化这些驱动类的过程中产生死锁的可能性非常大,下面是一个模拟的例子,对于Thread2的实现其实是jdk里java.sql.DriverService的逻辑,也是我们第一次调用java.sql.DriverManager.registerDriver注册一个驱动实例要走的逻辑(jdk1.6下),不过这篇文章是使用我们生产环境的一个系统的线程dump和内存dump为基础进行分析展开的. 01 import ja

class-类的初始化过程不懂,求大神解释

问题描述 类的初始化过程不懂,求大神解释 class Fu { Fu() { super(); show(); return; } void show() { System.out.println("fu show"); } } class Zi extends Fu { int num = 8; Zi() { super(); System.out.println("zi cons run...."+num); return; } void show() { Sy