Java類與對(duì)象的初始化

作者：Kevin 2012-05-23 12:46:53

面試的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)遇到這樣的筆試題：給你兩個(gè)類的代碼，它們之間是繼承的關(guān)系，每個(gè)類里只有構(gòu)造器方法和靜態(tài)塊，它們只包含一些簡(jiǎn)單的輸出字符串到控制臺(tái)的代碼，然后讓我們寫(xiě)出正確的輸出結(jié)果。這實(shí)際上是在考察我們對(duì)于類的初始化知識(shí)的了解。

首先，我們先看看下面的代碼，這就是很經(jīng)典的考察方式。

public class InitField {  
    public static void main(String[] args) {  
        SuperInitField p = new SuperInitField();  
        SuperInitField c = new SubInitField();  
    }  
}  
 
class SuperInitField {  
    public SuperInitField() {  
        System.out.println("parent");  
    }  
    static {  
        System.out.println("static parent");  
    }  
 
}  
 
class SubInitField extends SuperInitField {  
    public SubInitField() {  
        System.out.println("child");  
    }  
    static {  
        System.out.println("static child");  
    }  
}

不管你是否能很快速的寫(xiě)出正確的答案，我們先把這個(gè)程序放一邊，了解一下Java虛擬機(jī)初始化的原理。

JVM通過(guò)加裝、連接和初始化一個(gè)Java類型，使該類型可以被正在運(yùn)行的Java程序所使用。類型的生命周期如下圖所示：

裝載和連接必須在初始化之前就要完成。

類初始化階段，主要是為類變量賦予正確的初始值。這里的“正確”初始值指的是程序員希望這個(gè)類變量所具備的起始值。一個(gè)正確的初始值是通過(guò)類變量初始化語(yǔ)句或者靜態(tài)初始化語(yǔ)句給出的。初始化一個(gè)類包含兩個(gè)步驟：

1) 如果類存在直接超類的話，且直接超類還沒(méi)有被初始化，就先初始化直接超類。

2) 如果類存在一個(gè)類初始化方法，就執(zhí)行此方法。

那什么時(shí)候類會(huì)進(jìn)行初始化呢？Java 虛擬機(jī)規(guī)范為類的初始化時(shí)機(jī)做了嚴(yán)格定義：在***主動(dòng)使用時(shí)初始化。

那哪些情形才符合***主動(dòng)使用的標(biāo)準(zhǔn)呢？Java虛擬機(jī)規(guī)范對(duì)此作出了說(shuō)明，他們分別是：

1) 創(chuàng)建類的新實(shí)例；

2) 調(diào)用類的靜態(tài)方法；

3) 操作類或接口的靜態(tài)字段（final字段除外）；

4) 調(diào)用Java的特定的反射方法；

5) 初始化一個(gè)類的子類；

6) 指定一個(gè)類作為Java虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)的初始化類。

除了以上六種情形以外，所有其它的方式都是被動(dòng)使用的，不會(huì)導(dǎo)致類的初始化。

一旦一個(gè)類被裝載、連接和初始化，它就隨時(shí)可以使用了。現(xiàn)在我們來(lái)關(guān)注對(duì)象的實(shí)例化，對(duì)象實(shí)例化和初始化是就是對(duì)象生命的起始階段的活動(dòng)。

Java編譯器為它編譯的每個(gè)類都至少生成一個(gè)實(shí)例初始化方法，即<init>()方法。源代碼中的每一個(gè)類的構(gòu)造方法都有一個(gè)相對(duì)應(yīng)的<init>()方法。如果類沒(méi)有明確地聲明任何構(gòu)造方法，編譯器則為該類生成一個(gè)默認(rèn)的無(wú)參構(gòu)造方法，這個(gè)默認(rèn)的構(gòu)造器僅僅調(diào)用父類的無(wú)參構(gòu)造器。

一個(gè)<init>()方法內(nèi)包括的代碼內(nèi)容可能有三種：調(diào)用另一個(gè)<init>() 方法；對(duì)實(shí)例變量初始化；構(gòu)造方法體的代碼。
如果構(gòu)造方法是明確地從調(diào)用同一個(gè)類中的另一個(gè)構(gòu)造方法開(kāi)始，那它對(duì)應(yīng)的 <init>() 方法體內(nèi)包括的內(nèi)容為：

一個(gè)對(duì)本類的<init>()方法的調(diào)用；
實(shí)現(xiàn)了對(duì)應(yīng)構(gòu)造方法的方法體的字節(jié)碼。

如果構(gòu)造方法不是通過(guò)調(diào)用自身類的其它構(gòu)造方法開(kāi)始，并且該對(duì)象不是 Object 對(duì)象，那 <init>() 法內(nèi)則包括的內(nèi)容為：

一個(gè)父類的<init>()方法的調(diào)用；
任意實(shí)例變量初始化方法的字節(jié)碼；
實(shí)現(xiàn)了對(duì)應(yīng)構(gòu)造方法的方法體的字節(jié)碼。

通過(guò)上面的講解是不是對(duì)你理解Java類型的初始化有一定的幫助呢？

好，那我們?cè)賮?lái)分析一下開(kāi)始的那段代碼：

SuperInitField p = new SuperInitField();  
　　//SuperInitField的超類是Object  
　　//創(chuàng)建SuperInitField對(duì)象，屬于***主動(dòng)使用，因此要先初始化Object類，然后再調(diào)用SuperInitField類變量初始化語(yǔ)句或者靜態(tài)初始化語(yǔ)句，所以要輸出static parent  
　　//類被裝載、連接和初始化之后，創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象，因此需要首先調(diào)用了Object的默認(rèn)構(gòu)造方法，然后再調(diào)用自己的構(gòu)造方法，所以要輸出parent  
　　  
　　SuperInitField c = new SubInitField();  
　　//SubInitField繼承自SuperInitField  
　　//創(chuàng)建SubInitField對(duì)象，屬于***主動(dòng)使用，父類SuperInitField已被初始化，因此只要調(diào)用SubInitField類變量初始化語(yǔ)句或者靜態(tài)初始化語(yǔ)句，所以要輸出static child  
　　//類被裝載、連接和初始化之后，創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象，因此需要首先調(diào)用了SuperInitField的構(gòu)造方法，然后再調(diào)用自己的構(gòu)造方法，所以要輸出parent，然后再輸出child

到現(xiàn)在你應(yīng)該大體了解了Java類初始化的原理了吧，那我就留一到練習(xí)題吧，寫(xiě)出下列代碼的運(yùn)行結(jié)果。

public class Test {  
    public Test(){  
        System.out.println("parent");  
    }  
    static{  
        System.out.println("static parent");  
    }  
    public static void main(String[] args) {  
        System.out.println("main");  
    }  
}