那些你还不熟悉的---类的初始化和实例化的初始化过程

ゝ一纸荒年。 2023-02-20 12:23 80阅读 0赞

面试题：  
如下两个类的代码

/*父类对象*/
    public class Father{ 
    	private int i = test();
    	private static int j = method();
    	static{ 
    		System.out.print("(1)");
    	}
    
    	Father(){ 
    		System.out.print("(2)");
    	}
    	{ 
    		System.out.print("(3)");
    	}
    	
    	
    	public int test(){ 
    		System.out.print("(4)");
    		return 1;
    	}
    	public static int method(){ 
    		System.out.print("(5)");
    		return 1;
    	}
    }

/*子类对象*/
    public class Son extends Father{ 
    	private int i = test();
    	private static int j = method();
    	static{ 
    		System.out.print("(6)");
    	}
    	Son(){ 
    		System.out.print("(7)");
    	}
    	{ 
    		System.out.print("(8)");
    	}
    	public int test(){ 
    		System.out.print("(9)");
    		return 1;
    	}
    	public static int method(){ 
    		System.out.print("(10)");
    		return 1;
    	}
    	public static void main(String[] args) { 
    		Son s1 = new Son();
    		System.out.println();
    		Son s2 = new Son();
    	}
    }

### 问题： ###

1.  执行Son类的main函数，控制台打印的结果是什么？
2.  如果main方法什么都不写，控制台打印的结果是什么？

### 结果 ###

#### 第一题答案： ####

(5)(1)(10)(6)(9)(3)(2)(9)(8)(7)
    (9)(3)(2)(9)(8)(7)

#### 第二题答案： ####

(5)(1)(10)(6)

你是否答对了？

## 类的初始化过程 ##

要`使用到一个类对其进行实例化`就需要`先对类进行初始化`，而且类的初始化只执行一次！`这个特点可以做单例模式`  
类的初始化就是将`静态成员变量`和`静态代码块`进行初始化，静态代码块和静态成员变量的执行顺序按照代码的先后顺序执行，谁在上面就谁先执行初始化！

##### 注意:main方法所在的类先加载和初始化，该类的初始化又要`先初始化父类` #####

也就是说最先初始化的类是父类的`静态代码块或者静态成员变量`,然后是子类的`静态代码块或者静态成员变量`静态代码块和静态成员变量的先后顺序由代码先后顺序影响

## 实例化的初始化过程 ##

一个类要进行实例化，就需要先对`类初始化`然后再实例化，实例化又需要`先实例化父类，后实例化子类`  
实例化需要初始化`非静态成员变量`和`非静态代码块`，非static的成员变量和代码块的先后顺序也是谁先声明谁先执行。  
`最后执行构成方法`

# 总结 #

整体的初始化排序  
类初始化 > 实例化初始化

--------------------

`**父类**静态成员变量 或 静态代码块（顺序由声明先后顺序定）`>  
`**子类**静态成员变量 或 静态代码块（顺序由声明先后顺序定）`>  
`**父类**非静态成员变量 或 非静态代码块（顺序由声明先后顺序定）`>  
`父类构造方法`>  
`**子类**非静态成员变量 或 非静态代码块（顺序由声明先后顺序定）`>  
`子类构造方法`

如果以16进制的方式去查看编译后的class文件会发现有<clinit>、<init>等方法  
而<clinit>()就是进行类初始化执行的指令，里面由 静态类成员变量显示赋值 和 静态代码块 组成，里面的顺序按照声明顺序先后执行  
<init>()可能有多个，因为有无参构造器和有参构造器，有几个构造器就有几个<init>()。是执行示例化初始化的指令，里面由 非静态类成员变量显示赋值 和 非静态代码块 组成，里面的顺序按照声明顺序先后执行,<init>()首行一定是super()；构造器里的代码最后执行。每一次实例化都执行一次<init>()

# 扩展 #

下面两种情形可能是你还没有注意到的地方

### 情形一、 ###

是关于声明顺序的问题，前面我们得到的结论是静态代码块和静态成员变量的声明顺序就是他们的执行顺序  
而下面的静态代码块中number会先执行，然后number被赋值为1，可是number都没有声明怎么就直接赋值了？不会报number没有声明异常吗？

class Demo{ 
        static { 
            number=2; // idea中会发现这个变量是灰色的（未使用）
        }
        public static int number=1;
    }

### 情形二、被final修饰 ###

再情形一的基础上使用final修饰代码如下

class Demo{ 
        static { 
            number=2; // 会直接标红报错
        }
        public static final int number=1;
    }

关于上面的两种情形再《深入理解java虚拟机》周志明第三版的书中有解释

情形一是因为类在准备阶段书中 7.3.3　准备有详细解释

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxODEzMjA4_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]  
也就是说看似你声明了这个静态变量，实则在类加载过程中的准备阶段就将这个变量的初始值设置为0，如果是上面截图的代码，则是在类初始化完毕后被赋值为123 这个阶段对应类初始化的`<clinit>()`使用putstatic指令赋值，也就是从0 变成了 123；  
而我上面的情形一多了一个静态代码块，也就是`从 0 变成 2 又变成 1`。而2这个阶段没有被使用所以在idea提示中是灰色

而情形二，书中也有详细的解释如下

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxODEzMjA4_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]  
因为初始就设置为常量1，静态代码块又重新对number赋值，自然会报红因为number是常量，不允许被修改值。

### 关于 final 的修饰的注意点 ###

###### `final修饰的变量会在类初始化或者类实例化的时候被显式赋值为常量。` ######

这一点需要注意。为了说明，看下下面的几张截图

#### num属于 实例化后的对象的属性 的情况下： ####

下面这种情况在`new HelloWorld()`后final没有被初始化，因此会报错  
![在这里插入图片描述][20201130151533524.png]  
解决上面错误的办法，一种是显示赋值 `num=123`，一种是通过构造方法进行赋值。  
![在这里插入图片描述][20201130151542205.png]

#### num属于类成员属性的情况下： ####

这种情况`必须显式赋值`，因为在类的准备和加载过程中就必须将这个属性初始化。  
![在这里插入图片描述][20201130152414950.png]  
一种方式是这样  
![在这里插入图片描述][20201130152404622.png]  
另外一种方式则是直接显示赋值  
![在这里插入图片描述][20201130152508810.png]  
总之属于类的要在类的初始化过程就需要将final修饰的成员属性初始化为常量  
而属于实例的成员属性，需要在实例化的过程中将其初始化

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxODEzMjA4_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/20201127032131890.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxODEzMjA4,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center
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