面试题:为什么局部变量不赋初始值报错
类加载准备阶段 类变量赋值
关键词
- 加载阶段>链接阶段(验证,准备,解析)>初始化阶段
- 在链接得准备阶段进行静态变量得默认值赋值操作
一、面试题:请回答,下面两段代码得执行结果
public class A {static int a ;public static void main(String[] args) {System.out.println(a);}}
public class B {public static void main(String[] args) {int a ;System.out.println(a);}}
二、回答
- 程序1:输出 0
- 程序2:无法通过编译
三、剖析
1. 类加载子系统介绍
1、类加载子系统负责从文件系统或是网络中加载.class文件,class文件在文件开头有特定的文件标识。
2、把加载后的class类信息存放于方法区,除了类信息之外,方法区还会存放运行时常量池信息,可能还包括字符串字面量和数字常量(这部分常量信息是Class文件中常量池部分的内存映射);
3、ClassLoader 只负责class文件的加载 ,至于它是否可以运行,则由Execution Engine决定;
4、如果调用构造器实例化对象,则该对象存放在堆区;
2. 类加载的执行过程
我们写的程序经过编译后成为了.class文件,.class文件中描述了类的各种信息,最终都需要加载到虚拟机之后才能运行和使用。而虚拟机如何加载这些.class文件?.class文件的信息进入到虚拟机后会发生什么变化
类使用的7个阶段
类从被加载到虚拟机内存中开始,到卸载出内存,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(Initiallization)、
- 使用(Using)
- 卸载(Unloading)
这7个阶段。其中验证、准备、解析3个部分统称为连接(Linking)
3. 加载
加载是类加载的第一个阶段。有两种时机会触发类加载:
1)预加载
虚拟机启动时加载,加载的是JAVA_HOME/lib/下的rt.jar下的.class文件,这个jar包里面的内容是程序运行时非常常常用到的,像java.lang.*、java.util.、 java.io. 等等,因此随着虚拟机一起加载。
2)运行时加载
虚拟机在用到一个.class文件的时候,会先去内存中查看一下这个.class文件有没有被加载,如果没有就会按照类的全限定名来加载这个类。
那么,加载阶段做了什么,其实加载阶段做了有三件事情:
- 获取.class文件的二进制流
- 将类信息、静态变量、字节码、常量这些.class文件中的内容放入方法区中
- 在内存中生成一个代表这个.class文件的java.lang.Class对象,作为方法区这个类的各种数据的访问入口。一般这个Class是在堆里的,不过HotSpot虚拟机比较特殊,这个Class对象是放在方法区中的
4. 链接( 面试题得考点 )
链接包含三个步骤: 分别是 验证Verification , 准备Preparation , 解析Resolution 三个过程
1)验证Verification
连接阶段的第一步,这一阶段的目的是为了确保.class文件的字节流中包含的信息符合当前虚拟机的要求,并且不
会危害虚拟机自身的安全。
Java语言本身是相对安全的语言(相对C/C++来说),但是前面说过,.class文件未必要从Java源码编译而来,可以使用任何途径产生,甚至包括用十六进制编辑器直接编写来产生.class文件。在字节码语言层面上,Java代码至少从语义上是可以表达出来的。虚拟机如果不检查输入的字节流,对其完全信任的话,很可能会因为载入了有害的字节流而导致系统崩溃,所以验证是虚拟机对自身保护的一项重要工作。
验证阶段将做一下几个工作,具体就不细讲了,这是虚拟机实现层面的问题:
文件格式验证
元数据验证
字节码验证
符号引用验证
2)准备Preparation
准备阶段是正式为类变量分配内存并设置其初始值的阶段,这些变量所使用的内存都将在方法区中分配。关于这点,有两个地方注意一下:
- 这时候进行内存分配的仅仅是类变量(被static修饰的变量),而不是实例变量,实例变量将会在对象实例化的时候随着对象一起分配在Java堆中
- 这个阶段赋初始值的变量指的是那些不被final修饰的static变量,比如"public static int value = 666",value在准备阶段过后是0而不是666,给value赋值为666的动作将在初始化阶段才进行;比如"public static final int value =666;"就不一样了,在准备阶段,虚拟机就会给value赋值为666。
注意 :
这是因为局部变量不像类变量那样存在准备阶段。
类变量有两次赋初始值的过程
- 一次在准备阶段,赋予初始值(也可以是指定值)
- 另外一次在初始化阶段,赋予程序员定义的值
因此,即使程序员没有为类变量赋值也没有关系,它仍然有一个默认的初始值。但局部变量就不一样了,如果没有给它赋初始值,是不能使用的。
四、总结
- 类变量在准备阶段进行了默认值赋值操作,后续初始化阶段不进行赋值操作也有默认值,因此程序可以正常运行
- 局部变量在准备阶段不会进行初始值操作,后续初始化阶段也不赋值则不能使用,编译失败
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