不可逆的类初始化过程原创
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。
