java中用new建立一個物件的過程解析

對於用new 建立一個物件，我們需要弄清楚它的過程：
引用和建立一個物件的格式是：

類名變數名;

變數名=new 類名（引數列表）；

比如 Vehicle veh1=new Vehicle();

這個語句具體的執行過程是：

1.右邊的“new vheicle"是以vehicle類為模板，在堆空間裡建立一個vehicle類物件（也簡稱vehicle物件）。

2.末尾的()意味著，在物件建立後，立即呼叫vehicle類的建構函式，對剛生成的物件進行初始化。建構函式肯定是有的，如果沒有建立,java會補上一個預設的建構函式。

3.左邊的'Vehicle veh1'建立了一個vehicle類引用變數

4.“=”操作符使物件引用指向剛建立的Vehicle物件。

將上面的語句分為兩個步驟：

Vechicle veh1;

veh1=new Vechicle;

這樣寫，就比較清楚了，有兩個實體：一是物件引用變數，一是物件本身。在堆空間裡建立的實體，與在棧空間裡建立的實體不同。儘管它們也是確確實實存在的實體，但是似乎很難準確的“抓”住它。

/*
SubClass sub = new SubClass();
這句話到底做了什麼事情呢？
1.javac編譯.java原始檔形成.class位元組碼檔案;
2.new SubClass()物件時，先檢查有沒有父類，有父類，類載入器(ClassLoader)先將父類的Class檔案讀入記憶體，建立一個java.lang.Class物件，然後載入子類，類載入器將子類的Class檔案讀入記憶體，建立一個java.lang.Class物件;
3.先初始化父類的靜態屬性，再初始化父類的靜態程式碼塊；
4.再初始化子類的靜態屬性，再初始化子類的靜態程式碼；
5.在堆記憶體中分配記憶體空間，分配記憶體地址，此時是因為父類的特有屬性才在堆記憶體中為父類物件分配空間。
6.初始化父類的特有屬性。
7.初始化父類的構造程式碼塊。
8.初始化父類物件相應的構造方法。
9.在堆記憶體中分配記憶體空間，分配記憶體地址，此時是因為子類的特有屬性才在堆記憶體中為子類物件分配空間的。
10.初始化子類的特有屬性。
11.初始化子類的構造程式碼塊。
12.初始化子類相應的構造方法。
13.將子類的記憶體地址賦值給棧中的引用物件。
*/
package com.zhangyike.staticExcise;

// 靜態變數

    public static String staticField = "父類--靜態變數";

    public String field = "父類--普通變數";

    // 靜態塊
    static {
        System.out.println(staticField);
        System.out.println("父類--靜態塊");
    }

    // 初始化塊
    {
        System.out.println(field);
        System.out.println("父類--普通塊");
    }

    // 構造器
    public ParentClass() {
        System.out.println("父類--構造器");
    }
}

public class SubClass extends ParentClass {

    // 靜態變數
    public static String sstaticField = "子類--靜態變數";
    // 變數
    public String sField = "子類--變數";

    // 靜態塊
    static {
        System.out.println(sstaticField);
        System.out.println("子類--靜態塊");
    }

    // 初始化塊
    {
        System.out.println(sField);
        System.out.println("子類--普通塊");
    }

    // 構造器
    public SubClass() {
        System.out.println("子類--構造器");
    }

    public static void main(String[] args) {

        System.out.println("順序:" + "第一次new SubClass");
        SubClass sub = new SubClass();
        System.out.println("順序:" + "第二次new SubClass");
        new SubClass();
    }
}

程式執行的結果為：
父類–靜態變數
父類–靜態塊
子類–靜態變數
子類–靜態塊
順序:第一次new SubClass
父類–普通變數
父類–普通塊
父類–構造器
子類–變數
子類–普通塊
子類–構造器
順序:第二次new SubClass
父類–普通變數
父類–普通塊
父類–構造器
子類–變數
子類–普通塊
子類–構造器

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本文大部分內容來自於IBM的博文多型在 Java 和 C++ 程式設計語言中的實現比較。這裡寫一遍主要是加深自己的理解，方便以後檢視，加入了一些自己的見解及行文組織，不是出於商業目的，如若需要下線，請告知。

結論

基於基類的呼叫和基於介面的呼叫，從效能上來講，基於基類的呼叫效能更高 。因為invokevirtual是基於偏移量的方式來查詢方法的，而invokeinterface是基於搜尋的。

概述

多型是面向物件程式設計的重要特性。多型允許基類的引用指向派生類的物件，而在具體訪問時實現方法的動態繫結。
java對方法動態繫結的實現方法主要基於方法表，但是這裡分兩種呼叫方式invokevirtual和invokeinterface，即類引用呼叫和介面引用呼叫。類引用呼叫只需要修改方法表的指標就可以實現動態繫結（具有相同簽名的方法，在父類、子類的方法表中具有相同的索引號），而介面引用呼叫需要掃描整個方法表才能實現動態繫結（因為，一個類可以實現多個介面，另外一個類可能只實現一個介面，無法具有相同的索引號。這句如果沒有看懂，繼續往下看，會有例子。寫到這裡，感覺自己看書時，有的時候也會不理解，看不懂，思考一段時間，還是不明白，做個標記，繼續閱讀吧，然後回頭再看，可能就豁然開朗。）。
類引用呼叫的大致過程為：java編譯器將java原始碼編譯成class檔案，在編譯過程中，會根據靜態型別將呼叫的符號引用寫到class檔案中。在執行時，JVM根據class檔案找到呼叫方法的符號引用，然後在靜態型別的方法表中找到偏移量，然後根據this指標確定物件的實際型別，使用實際型別的方法表，偏移量跟靜態型別中方法表的偏移量一樣，如果在實際型別的方法表中找到該方法，則直接呼叫，否則，按照繼承關係從下往上搜索。
下面對上面的描述做具體的分析討論。

JVM的執行時結構

這裡寫圖片描述
從上圖可以看出，當程式執行時，需要某個類時，類載入子系統會將相應的class檔案載入到JVM中，並在內部建立該類的型別資訊，這個型別資訊其實就是class檔案在JVM中儲存的一種資料結構，他包含著java類定義的所有資訊，包括方法程式碼，類變數、成員變數、以及本博文要重點討論的方法表<喎�"/kf/ware/vc/" target="_blank" class="keylink">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"類引用呼叫invokevirtual">類引用呼叫invokevirtual

程式碼如下：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 <code class = "hljs java" > package org.fan.learn.methodTable; /** * Created by fan on 2016/3/30. */ public class ClassReference { static class Person { @Override public String toString(){ return "I'm a person." ; } public void eat(){ System.out.println( "Person eat" ); } public void speak(){ System.out.println( "Person speak" ); } } static class Boy extends Person{ @Override public String toString(){ return "I'm a boy" ; } @Override public void speak(){ System.out.println( "Boy speak" ); } public void fight(){ System.out.println( "Boy fight" ); } } static class Girl extends Person{ @Override public String toString(){ return "I'm a girl" ; } @Override public void speak(){ System.out.println( "Girl speak" ); } public void sing(){ System.out.println( "Girl sing" ); } } public static void main(String[] args) { Person boy = new Boy(); Person girl = new Girl(); System.out.println(boy); boy.eat(); boy.speak(); //boy.fight(); System.out.println(girl); girl.eat(); girl.speak(); //girl.sing(); } } </code>

注意，boy.fight(); 和 girl.sing(); 這兩個是有問題的，在IDEA中會提示“Cannot resolve method ‘fight()’”。因為，方法的呼叫是有靜態型別檢查的，而boy和girl的靜態型別都是Person型別的，在Person中沒有fight方法和sing方法。因此，會報錯。
執行結果如下：
這裡寫圖片描述
從上圖可以看到，boy.eat() 和 girl.eat() 呼叫產生的輸出都是”Person eat”，因為Boy和Girl中沒有override 父類的eat方法。
位元組碼指令：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 <code class = "hljs scss" > public static void main(java.lang.String[]); Code: Stack= 2 , Locals= 3 , Args_size= 1 0 : new # 2 ; //class ClassReference$Boy 3 : dup 4 : invokespecial # 3 ; //Method ClassReference$Boy."<init>":()V 7 : astore_1 8 : new # 4 ; //class ClassReference$Girl 11 : dup 12 : invokespecial # 5 ; //Method ClassReference$Girl."<init>":()V 15 : astore_2 16 : getstatic # 6 ; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 19 : aload_1 20 : invokevirtual # 7 ; //Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/Object;)V 23 : aload_1 24 : invokevirtual # 8 ; //Method ClassReference$Person.eat:()V 27 : aload_1 28 : invokevirtual # 9 ; //Method ClassReference$Person.speak:()V 31 : getstatic # 6 ; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 34 : aload_2 35 : invokevirtual # 7 ; //Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/Object;)V 38 : aload_2 39 : invokevirtual # 8 ; //Method ClassReference$Person.eat:()V 42 : aload_2 43 : invokevirtual # 9 ; //Method ClassReference$Person.speak:()V 46 : return </init></init></code>

其中所有的invokevirtual呼叫的都是Person類中的方法。

下面看看java物件的記憶體模型：
這裡寫圖片描述
從上圖可以清楚地看到呼叫方法的指標指向。而且可以看出相同簽名的方法在方法表中的偏移量是一樣的。這個偏移量只是說Boy方法表中的繼承自Object類的方法、繼承自Person類的方法的偏移量與Person類中的相同方法的偏移量是一樣的，與Girl是沒有任何關係的。

下面再看看呼叫過程，以girl.speak() 方法的呼叫為例。在我的位元組碼中，這條指令對應43: invokevirtual #9; //Method ClassReference$Person.speak:()V ，為了便於使用IBM的圖，這裡採用跟IBM一致的符號引用：invokevirtual #12; 。呼叫過程圖如下所示：
這裡寫圖片描述
(1)在常量池中找到方法呼叫的符號引用
(2)檢視Person的方法表，得到speak方法在該方法表的偏移量（假設為15），這樣就得到該方法的直接引用。
(3)根據this指標確定方法接收者(girl)的實際型別
(4)根據物件的實際型別得到該實際型別對應的方法表，根據偏移量15檢視有無重寫（override）該方法，如果重寫，則可以直接呼叫；如果沒有重寫，則需要拿到按照繼承關係從下往上的基類（這裡是Person類）的方法表，同樣按照這個偏移量15檢視有無該方法。

介面引用呼叫invokeinterface

程式碼如下：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 <code class = "hljs axapta" > package org.fan.learn.methodTable; /** * Created by fan on 2016/3/29. */ public class InterfaceReference { interface IDance { void dance(); } static class Person { @Override public String toString() { return "I'm a person" ; } public void speak() { System.out.println( "Person speak" ); } public void eat() { System.out.println( "Person eat" ); } } static class Dancer extends Person implements IDance { @Override public String toString() { return "I'm a Dancer" ; } @Override public void speak() { System.out.println( "Dancer speak" ); } public void dance() { System.out.println( "Dancer dance" ); } } static class Snake implements IDance { @Override public String toString() { return "I'm a Snake" ; } public void dance() { System.out.println( "Snake dance" ); } } public static void main(String[] args) { IDance dancer = new Dancer(); System.out.println(dancer); dancer.dance(); //dancer.speak(); //dancer.eat(); IDance snake = new Snake(); System.out.println(snake); snake.dance(); } } </code>

上面的程式碼中dancer.speak(); dancer.eat(); 這兩句同樣不能呼叫。
執行結果如下所示：
這裡寫圖片描述
其位元組碼指令如下所示：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

<code class = "hljs scss" > public static void main(java.lang.String[]); Code: Stack= 2 , Locals= 3 , Args_size= 1 0 : new # 2 ; //class InterfaceReference$Dancer

java中用new建立一個物件的過程解析

java中用new建立一個物件的過程解析

結論

概述

JVM的執行時結構

介面引用呼叫invokeinterface

java中用new建立一個物件的過程解析

java 使用new新建一個物件時的操作過程

在Java中用引號建立String物件和用建構函式的區別

在spring 中如果使用new建立一個物件時這個物件將不在受spring管理器管理

java關於new出一個物件的例子

java中new出來一個物件和定義一個物件賦值為空有什麼不同

Java中如何建立一個新的物件的/Creating Objects/Java/New方法/原文

JavaScript （new）建立一個物件的過程

java建立物件時，new 出一個物件和 = null的區別

new一個類物件和使用類名建立一個物件有什麼區別？

java中序列化一個物件儲存在檔案中的簡單過程

Java List中新增一個物件多次

java中用jdom建立xml文件/將資料寫入XML中

向上引用時new建立的物件的析構

例題：建立一個物件陣列，內放5個學生的資料（學號、成績），用指標指向陣列首元素，輸出第1,3,5個學生的資料。【面向物件設計】

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JavaScript中建立一個物件

（Java）IDEA 建立一個簡單的 “Hello world”

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概述

JVM的執行時結構

介面引用呼叫invokeinterface

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