Java類和對象的初始化順序

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Java類和對象的初始化順序

　　在Java中，類裝載器把一個類裝入Java虛擬機中，要經過三個步驟來完成：裝載、鏈接和初始化，其中鏈接又可以分成校驗、準備和解析三步，除了解析外，其它步驟是嚴格按照順序完成的。下面一起來看看吧！

　　類裝載步驟

　　在Java中，類裝載器把一個類裝入Java虛擬機中，要經過三個步驟來完成：裝載、鏈接和初始化，其中鏈接又可以分成校驗、準備和解析三步，除了解析外，其它步驟是嚴格按照順序完成的，各個步驟的主要工作如下：

　　裝載：查找和導入類或接口的二進制數據;

　　鏈接：執行下面的校驗、準備和解析步驟，其中解析步驟是可以選擇的;

　　校驗：檢查導入類或接口的二進制數據的正確性;

　　準備：給類的靜態變量分配并初始化存儲空間;

　　解析：將符號引用轉成直接引用;

　　初始化：激活類的靜態變量的初始化Java代碼和靜態Java代碼塊。

　　其中初始化(initialization)包含兩部分：

　　1.類的初始化(initialization class & interface)

　　2.對象的創建(creation of new class instances)。

　　因為類的初始化其實是類加載(loading of classes)的最后一步，所以很多書中把它歸結為“對象的創建”的第一步。其實只是看問題的角度不同而已。為了更清楚的理解，這里還是分開來。

　　順序：

　　因為類的加載肯定是第一步的，所以類的初始化在前。大體的初始化順序是：

　　類初始化 -> 子類構造函數 -> 父類構造函數 -> 實例化成員變量 -> 繼續執行子類構造函數的語句

　　下面結合例子，具體解釋一下。

　　1. 類的初始化(Initialization classes and interfaces)

　　其實很簡單，具體來說有：

　　(a)初始化類(initialization of class)，是指初始化static field 和執行static初始化塊。

　　public class Demo{ //初始化static field, //其中= "initialization static field"又叫做static field initializer private static String str = "initialization static field"; //初始化塊，又叫做static initializer，或 static initialization block static { System.out.println("This is static initializer"); } }

　　btw，有些書上提到static initializer 和 static field initializer 的概念，與之對應的還有 instance initializer 和 instance variable initializer。例子中的注釋已經解釋了其含義。

　　(b)初始化接口(initialization of interface)，是指初始化定義在該interface中的field。

　　*注意*

　　1. initialization classes 時，該class的superclass 將首先被初始化，但其實現的interface則不會。

　　initialization classes 時，該class的superclass，以及superlcass的superclass 會首先被遞歸地初始化，一直到java.lang.Object為止。但initialiazation interface的時候，卻不需如此，只會初始化該interface本身。

　　2. 對于由引用類變量(class field)所引發的初始化，只會初始化真正定義該field的class。

　　3. 如果一個static field是編譯時常量(compile-time constant)，則對它的引用不會引起定義它的類的初始化。

　　為了幫助理解最后兩點，請試試看下面的例子：

　　Initialization類

　　public class Initialization { static { System.out.println("Initialization Main class"); } public static void main(String[] args) { System.out.println(Sub.y); System.out.println(Sub.x); System.out.println(Sub.z); } }

　　Sub類

　　public class Sub extends Super { public static final int y = 2005; public static int z; static { System.out.println("Initialization Sub"); } }

　　Super類

　　public class Super { public static int x = 2006; static { System.out.println("Initialization Super"); } }

　　輸入結果

　　Initialization Main class

　　2005

　　Initialization Super

　　2006

　　Initialization Sub

　　從這個結果可以看到，

　　static塊在類中會先執行;(實際上是先加載static成員變量，然后是static代碼塊)

　　static 的final變量不會引起類的初始化;

　　子類Sub引用父類Super里面的變量，就會引起父類的初始化，但不會引起子類的初始化;

　　static的成員變量也有默認值。

　　2. 對象的創建(creation of new class instances)

　　看例子來說明：

　　InitializationOrder類

　　public class InitializationOrder { public static void main(String[] args) { SubClass sb = new SubClass(); } }

　　SuperClass類

　　public class SuperClass{ static { System.out.println("SuperClass static"); } SuperClass(String str){ System.out.println(str); } }

　　Interface類

　　interface Interface{ static SuperClass su = new SuperClass("Interface new SuperClass"); }

　　SubClass類

　　public class SubClass extends SuperClass implements Interface{ static { System.out.println("SubClass static"); } private SuperClass su = new SuperClass("initialization variable"); SubClass() { super("super"); new SuperClass("new SuperClass"); } }

　　輸出結果

　　SuperClass static

　　SubClass static

　　super

　　initialization variable

　　new SuperClass

　　解釋一下：

　　1) Java虛擬機要執行InitializationOrder類中的static 方法main()，這引起了類的初始化。開始初始化InitializationOrder類。具體的步驟略去不說。

　　2) InitializationOrder類初始化完畢后，開始執行main()方法。語句SubClass sb = new SubClass()將創建一個SubClass對象。加載類SubClass后對其進行類初始化，因為Subclass有一個父類SuperClass，所以先初始化SuperClass類。于是看到輸出“SuperClass static”。

　　3) SuperClass類初始化完畢后，開始初始化SubClass類，輸出“SubClass static”。

　　4) 至此，類的加載工作全部完成。開始進入創建SubClass的對象過程。先為SubClass類和其父類SuperClass類分配內存空間，這時Super su 被賦值為null。

　　5) 執行構造函數SubClass()，執行super(), 調用父類的構造函數，輸出“super”。

　　6) 初始化SubClass類的成員變量su，輸出“initialization variable”。

　　7) 繼續執行構造函數的剩余部分，執行new SuperClass("new SuperClass")，輸出“new SuperClass”，這時Super su 被賦值新建對象的引用。

　　8) 而SubClass雖然實現了接口Interface，但是初始化它的時候并不會引起接口的初始化，所以接口Interface中的static SuperClass su = new SuperClass("Interface new SuperClass")自始至終都沒有被執行到。

　　所以對象的創建，具體步驟如下：

　　(1) 所有的成員變量—包括該類，及它的父類中的成員變量--被分配內存空間，并賦予默認值。(這里是第一次初始化成員變量)

　　(2) 為所調用的構造函數初始化其參數變量。(如果有參數)

　　(3) 如果在構造函數中用this 調用了同類中的其他構造函數，則按照步驟(2)~(6)去處理被調用到的構造函數。

　　(4) 如果在構造函數中用super調用了其父類的構造函數，則按照步驟(2)~(6)去處理被調用到的父類構造函數。

　　(5) 按照書寫順序，執行instance initializer 和 instance variable initializer來初始化成員變量。(這里是第二次初始化成員變量)

　　(6) 按照書寫順序，執行構造函數的其余部分。

　　總結：

　　從類的初始化和對象的創建步驟，可以知道，一個類是先初始化static的變量和static句塊，然后在分配該類以及父類的成員變量的內存空間，賦予默認值，然后開始調用構造函數。而子類和父類之間，則先初始化和創建父類，然后在初始化和創建子類的。

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