Java的類/例項初始化過程

Java · 發表 2019-05-13 00:36:43

摘要：昨天看到群裡面有人分享了一道題目，我答錯了，於是趁機瞭解了下Java的類/物件初始化過程：程式的輸出見文章最後程式A主要考察的是類例項初始化。簡單驗證了下，類例項初始化過程如下：父類例項初始化構造塊/變數初始化（按照...

昨天看到群裡面有人分享了一道題目，我答錯了，於是趁機瞭解了下Java的類/物件初始化過程：

程式A主要考察的是 類例項初始化 。簡單驗證了下，類例項初始化過程如下：

父類例項初始化
構造塊/變數初始化（按照文字順序執行）
建構函式

程式B考察的則是 類初始化 。類初始化的過程如下：

父類初始化
static變數初始化/static塊（按照文字順序執行）

但是我們必須做到 面向介面程式設計，而不是面向實現程式設計（Program to an ‘interface’, not an ‘implementation’） 。

於是就得看看 Java Language Specification 了。其中類初始化過程如下：

每個類都有一個初始化鎖LC，程序獲取LC（如果沒有獲取到，就一直等待）
如果C正在被其他執行緒初始化，釋放LC並等待C初始化完成
如果C正在被本執行緒初始化，即 遞迴初始化 ，釋放LC
如果C已經被初始化了，釋放LC
如果C處於erroneous狀態，釋放LC並丟擲異常NoClassDefFoundError
否則，將C標記為正在被本執行緒初始化，釋放LC；然後， 初始化那些final且為基礎型別的類成員變數
初始化C的父類SC和各個介面SI_n （按照implements子句中的順序來）；如果SC或SIn初始化過程中丟擲異常，則獲取LC，將C標記為erroneous，並通知所有執行緒，然後釋放LC，然後再丟擲同樣的異常。
從classloader處獲取assertion是否被開啟
接下來，按照文字順序執行類變數初始化和靜態程式碼塊，或介面的欄位初始化，把它們當作是一個個單獨的程式碼塊。
如果執行正常，獲取LC，標記C為已初始化，並通知所有執行緒，然後釋放LC
否則，如果丟擲了異常E。若E不是Error，則以E為引數建立新的異常ExceptionInInitializerError作為E。如果因為OutOfMemoryError導致無法建立ExceptionInInitializerError，則將OutOfMemoryError作為E。
獲取LC，將C標記為erroneous，通知所有等待的執行緒，釋放LC，並丟擲異常E。

可以看到JLS確實規定了父類先初始化（7）、static塊和類變數賦值按照文字順序來（9）。

然後看看類例項的初始化：

開始呼叫建構函式（給引數賦值）
如果這個建構函式在開始就呼叫了其他建構函式，那麼呼叫新的建構函式，並按照本規則處理。如果執行過程中丟擲異常，則整個過程也丟擲同樣的異常。如果正常，繼續。
如果建構函式沒有在開始就呼叫其他建構函式。如果本類不是Object，那麼建構函式會隱式或者顯式的 呼叫父類的構造方法 。父類構造方法也依本規則處理。如果執行過程中丟擲異常，則整個過程也丟擲同樣的異常。如果正常，繼續。
執行例項初始化和例項變數初始化。順序 按照文字順序 來處理——從左到右、從上到下。如果執行過程中丟擲異常，則整個過程也丟擲同樣的異常。如果正常，繼續。
執行剩下的建構函式。如果執行過程中丟擲異常，則整個過程也丟擲同樣的異常。

JLS特意提到，如果子類覆蓋了父類的方法，則在建構函式中， 呼叫的方法也是子類的 。

接下來一個一個看程式碼：

// 程式A
// 父類
class Parent {
int i = 1;
Parent() {
System.out.println(i);
int x = getValue();
System.out.println(x);
}
{i = 2;}
protected int getValue() {return i;}
}
// 子類
class Son extends Parent {
int j = 1;
Son() {j = 2;}
protected int getValue() {return j;}
}
class Test {
public static void main(String[] args) {
Son son = new Son();
System.out.println(son.getValue());
}
}

21行，開始呼叫Son的建構函式
16行，Son的建構函式開始之前，初始化Parent
4行，開始執行i的變數初始化
10行，開始執行構造程式碼塊
6-8行，開始執行Parent的建構函式。注意，呼叫的getValue方法是子類的，而此時Son.j還沒有被建構函式、變數賦值語句初始化，此時Son.j是0。(輸出2，0）
回到16行，繼續執行Son的建構函式
22行，列印此時Son.j的值。（輸出2）

所以，程式A的輸出是：

接下來看程式B：

// 程式B
public class MagimaTest {
public static void main(String[] args) {
magimaFunction();
}
static MagimaTest st = new MagimaTest();
static {
System.out.println("1");
}
{
System.out.println("2");
}
MagimaTest() {
System.out.println("3");
System.out.println("a=" + a + ",b=" + b);
}
public static void magimaFunction() {
System.out.println("4");
}
int a = 110;
static int b = 112;
}

3行，在執行main之前，需要初始化MagimaTest類。
6行，初始化st成員變數，開始初始化st例項。
13開始呼叫建構函式，但是開始前，需要處理成員變數初始化
10行，執行構造程式碼塊（輸出2）
20行，初始化a變數
14行，繼續執行建構函式。此時a為110，b尚未初始化，所以是0（輸出3，a=110,b=0）
7行，st成員變數初始化結束，執行下一個static程式碼塊（輸出1）
21行，繼續初始化下一個static成員變數b
4行，呼叫magimaFunction（輸出4）

所以輸出是：

2
3
a=110,b=0
1
4

好了，看完了解析。那麼我再出一個題目吧：如果將程式B中的MagimaTest.b改為final的，輸出會變化嗎？

Java的類/例項初始化過程

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