static final String 与类的加载与初始化问题

题目

• 下面的代码会不会导致Student类的加载与初始化？

  public class ClassLoadTest {
      public static void main(String[] args) {
          System.out.println(Student.final_str);
      }
  }
  
  class Student {
      //在编译阶段编译阶段，加入到了类的常量池中,没有直接引用到类，不会触发类的初始化
      static final String final_str = "final world";
      static  String str = "str world";
  }

• 答案是不一定会加载类，但不会初始化，会加载类可以通过 JVM参数 -XX:+TraceClassLoading 得到验证

• 之前也有刷过这样的题目，run一下代码，还真是，然后看解释，嗯，然后就没有然后了，之前看过的解释是说在编译阶段编译阶段，类的常量池中,没有直接引用到类，不会触发类的初始化。后面也就忘了

• 所以这次来深入验证一下 这句话 “在编译阶段编译阶段，加入到了类的常量池中”，主要对比 static final String 与 static String

• 
  

验证

• 你通过-XX:+TraceClassLoading打印了类的加载信息，居然没有导致加载类？没有加载？类的都没有加载，你怎么访问类的成员呢？？？

• 更加有力的说明其实就是在调用方法里面看到

  // access flags 0x9
    public static main([Ljava/lang/String;)V
     L0
      LINENUMBER 17 L0
      GETSTATIC java/lang/System.out : Ljava/io/PrintStream;
      LDC "final world" //这里直接加载了一个常量，并没有调用某一个对象，所以灭有加载类
      INVOKEVIRTUAL java/io/PrintStream.println (Ljava/lang/String;)V
     L1
      LINENUMBER 18 L1
      RETURN
     L2
      LOCALVARIABLE args [Ljava/lang/String; L0 L2 0
      MAXSTACK = 2
      MAXLOCALS = 1
  }

• 如果是static string的话，会有调用类的信息出来

  // access flags 0x9
    public static main([Ljava/lang/String;)V
     L0
      LINENUMBER 17 L0
      GETSTATIC java/lang/System.out : Ljava/io/PrintStream;
      GETSTATIC com/test/classload/Student.str : Ljava/lang/String; //这里指的那个类
      INVOKEVIRTUAL java/io/PrintStream.println (Ljava/lang/String;)V
     L1
      LINENUMBER 18 L1
      RETURN
     L2

• 其实上面已经说明了类的初始化问题，但是我们继续看一下区别

• 先编译Student

• 直接查看二进制class

• 通过反编译 查看字节码，有注释

  // class version 52.0 (52)
  // access flags 0x20
  class com/test/classload/Student {
  
    // compiled from: ClassLoadTest.java
  
    // access flags 0x18  注意区别 这里直接给了值
    final static Ljava/lang/String; final_str = "final world"
  
    // access flags 0x8  注意区别  这里在类的初始化的时候给值
    static Ljava/lang/String; str
  
    // access flags 0x0 对象的init方法
    <init>()V 
     L0
      LINENUMBER 21 L0
      ALOAD 0
      INVOKESPECIAL java/lang/Object.<init> ()V
      RETURN
     L1
      LOCALVARIABLE this Lcom/test/classload/Student; L0 L1 0
      MAXSTACK = 1
      MAXLOCALS = 1
  
    // access flags 0x8 类的init方法，其实这里
    static <clinit>()V
     L0
      LINENUMBER 24 L0
      LDC "str world" //看到没有，这里只有对str的赋值，并没有对 final_str 进行赋值
      PUTSTATIC com/test/classload/Student.str : Ljava/lang/String;
      RETURN
      MAXSTACK = 1
      MAXLOCALS = 0
  }

• 只看这里，只能说明区别，没有完全，说明问题，直接看一下原始的二进制

• 这就涉及到，class文件的格式的的

• 可以简单的看到，16进制对应的String信息，有我们写的str world，其实就是按照一定的TLV（type length value）格式，进行数据的标识。

• 具体的格式信息，我们可以借用jclasslib工具来可视化
• 这就class文件的信息排列顺序
• 可以看到我们定义字段信息，比如str和final_str，以及自动生成init的方法
• 
• 注意到了区别，发现final_str是直接指向了常量池的信息的，而str就是空的，只有属性，没有value信息，需要在class init的时候进行赋值，这个也符合上面看到的字节码
• 可以看到final_str的属性信息和value，就是我们自定义的 final world
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• 
• 以上说明在编译后，final_str在还没有进行类的初始化的时候，就已经有了值，指向了常量池的中的字符串。
  

  总结

  编译的时候，编译器知道 既然是final的，直接在调用放加入了，其实这是一种编译器的优化，不用去调用类的方法，所以才没有导致类的加载，并不是说只要调用了类的final static 就一定没有导致类的初始化，比如通过反射。