方法返回类型影响类加载时机？咨询Java标准相关描述

我正在开发一个支持多版本API的包装库，最新API版本新增了一个公共类。我基于最新API版本编译该库，希望在运行时检查新类是否存在，且避免使用反射，通过捕获NoClassDefFoundError并设置标志来实现。

原本这个方式有效，但添加了一个返回不存在类的父类的方法后，库加载失败：BaseClass存在，ChildClass不存在，方法内部使用ChildClass。如果方法返回BaseClass，库直接加载失败；如果返回Object，库可以正常加载，错误会被延迟到方法调用时才触发并可被捕获。

请问Java标准中的哪一部分描述了这种行为？

public class TestLoading {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class.forName(BaseClass.class.getName());
        // Class.forName(B.class.getName())
        URL classFileB =
            TestLoading.class.getResource(TestLoading.class.getSimpleName() + "$ChildClass.class");
        if (classFileB != null) {
            if (!"file".equals(classFileB.getProtocol())) {
                throw new UnsupportedOperationException();
            }
            Path path = new File(classFileB.getPath()).toPath();
            System.out.println("deleting: " + path);
            Files.delete(path);
        }

        loadMyClass(ObjectReturner.class.getName());
        loadMyClass(BaseClassReturner.class.getName());
    }

    private static void loadMyClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        System.out.println("loading: " + name + "...");
        try {
            Class.forName(name);
        } catch (Throwable e) {
            e.printStackTrace(System.out);
        }
    }

    public static class BaseClass {

        static {
            System.out.println("loaded: " + BaseClass.class.getName());
        }
    }

    public static class ChildClass extends BaseClass {

        static {
            System.out.println("loaded: " + ChildClass.class.getName());
        }
    }

    public static class ObjectReturner {

        static {
            System.out.println("loaded: " + ObjectReturner.class.getName());
        }

        public Object getObject() {
            return new ChildClass();
        }
    }

    public static class BaseClassReturner {

        static {
            System.out.println("loaded: " + BaseClassReturner.class.getName());
        }

        public BaseClass getObject() {
            if ("".length() == 10) {
                return new ChildClass();
            } else {
                return null;
            }
        }
    }
}

loaded: snippet.TestLoading$BaseClass
deleting: C:\keep\eclipse\formendix\_pasted_code_\target\classes\snippet\TestLoading$ChildClass.class
loading: snippet.TestLoading$ObjectReturner...
loaded: snippet.TestLoading$ObjectReturner
loading: snippet.TestLoading$BaseClassReturner...
java.lang.NoClassDefFoundError: snippet/TestLoading$ChildClass
    at java.base/java.lang.Class.forName0(Native Method)
    at java.base/java.lang.Class.forName(Class.java:377)
    at snippet.TestLoading.loadMyClass(TestLoading.java:31)
    at snippet.TestLoading.main(TestLoading.java:25)
Caused by: java.lang.ClassNotFoundException: snippet.TestLoading$ChildClass
    at java.base/jdk.internal.loader.BuiltinClassLoader.loadClass(BuiltinClassLoader.java:606)
    at java.base/jdk.internal.loader.ClassLoaders$AppClassLoader.loadClass(ClassLoaders.java:168)
    at java.base/java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:522)
    ... 4 more

这种行为在Java语言规范（JLS）和Java虚拟机规范（JVMS）中都有明确定义，核心是类加载过程中的类型解析时机差异：

1. JVMS 5.3.5 链接阶段的验证逻辑
   当类进入链接阶段的验证步骤时，虚拟机会校验类中所有方法的签名与类型引用。如果方法返回类型是BaseClass这类具体引用类型，虚拟机需要确认方法内部返回的ChildClass是BaseClass的合法子类，因此会在加载BaseClassReturner类的阶段就尝试解析ChildClass，一旦发现该类不存在，直接抛出NoClassDefFoundError导致类加载失败。

2. JLS 13.4.17 方法的二进制兼容性规则
   当方法返回类型为Object时，由于Object是所有类的父类，虚拟机不需要在类加载阶段解析ChildClass——它属于方法内部的局部类型引用，只会在方法实际被调用时才会触发加载，此时可以通过捕获异常来处理类缺失的情况。

简单总结：

• 返回Object时，ChildClass的加载被延迟到方法执行阶段；
• 返回BaseClass时，ChildClass作为返回类型的子类依赖，会在类加载的链接阶段被强制解析，直接触发加载失败。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者basin