Java类中字段初始化过程详解

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Java类中字段初始化过程详解

1. 初始化顺序

类中的变量定义顺序决定了初始化的顺序，即使分散到方法定义之间，变量定义仍然会在任何方法（包括构造器）调用之前就被初始化，看下面这段代码：

package com.yyj;public class OrderOfInitialization {public static void main(String[] args) {B b = new B();b.f();/** Initial class A with 1* Initial class A with 2* Initial class A with 3* Initial class B* Initial class A with 4* This is f()*/}
}class A {A(int value) {System.out.println("Initial class A with " + value);}
}class B {A a1 = new A(1);  // 在构造器之前定义B() {System.out.println("Initial class B");a3 = new A(4);  // 在构造器内定义}A a2 = new A(2);  // 在构造器之后定义void f() {System.out.println("This is f()");}A a3 = new A(3);  // 在尾部定义
}

在类 B 中，A 对象的定义分散到各个方法之间，但他们均在构造器执行前被初始化完成，其中有一个对象引用在构造器内被重新初始化。

a3 引用被初始化了两次：一次在构造器调用之前，另一次在构造器调用期间（第一个对象被丢弃了，因此稍后可能会被垃圾收集器回收）。

2. 静态数据的初始化

无论创建了多少对象，静态数据都只有一份存储空间。来看下面的代码：

package com.yyj;public class StaticInitialization {public static void main(String[] args) {System.out.println("Creating class B in main...");B b1 = new B();}static B b2 = new B();/** Initial class A with 2* Initial class A with 3* Initial class A with 1* Initial class B* This is A.f()* Creating class B in main...* Initial class A with 1* Initial class B* This is A.f()*/
}class A {A(int value) {System.out.println("Initial class A with " + value);}void f() {System.out.println("This is A.f()");}
}class B {A a1 = new A(1);static A a2 = new A(2);B() {System.out.println("Initial class B");a2.f();}static A a3 = new A(3);
}

静态字段 a2 和 a3 的创建在 a1 字段之前，且仅在第一个 B 对象创建时被初始化，之后这些静态对象不会被重新初始化。

因此初始化的顺序是从静态字段开始，然后是非静态字段。例如要执行静态的 main 方法，必须先加载 StaticInitialization 类，然后初始化他的静态字段 b2，这就导致类 B 被加载，而类 B 中包含静态的类 A 的对象，因此 A 也被加载，所以这个程序中所有的类都在 main 方法开始执行前被加载。

现在总结一下对象创建的过程，假设有一个名为 A 的类：

1. 尽管没有显式使用 static 关键字，但构造器实际上也是静态方法。因此，第一次创建类型为 A 的对象时，或者第一次访问类 A 的静态方法或静态字段时，Java 解释器会搜索类路径来定位 A.class 文件。
2. 当 A.class 被加载后（这将创建一个 Class 对象），它的所有静态初始化工作都会执行。因此，静态初始化只在 Class 对象首次加载时发生一次。
3. 当使用 new A() 创建对象时，构建过程首先会在堆上为 A 对象分配足够的存储空间。
4. 这块存储空间会被淸空，然后自动将该 A 对象中的所有基本类型设置为其默认值（数值类型的默认值是0，boolean 和 char 则是和0等价的对应值），而引用会被设置为 null。
5. 执行所有出现在字段定义处的初始化操作。
6. 执行构造器。这实际上可能涉及相当多的动作，尤其是在涉及继承时。

3. 显式的静态初始化

Java 允许在一个类里将多个静态初始化语句放在一个特殊的“静态子句”里（有时称为静态块）：

package com.yyj;public class ExplicitStatic {public static void main(String[] args) {System.out.println("Inside main()");B.a1.f();/** Inside main()* Initial class A with 1* Initial class A with 2* This is A.f()*/}
}class A {A(int value) {System.out.println("Initial class A with " + value);}void f() {System.out.println("This is A.f()");}
}class B {static A a1;static A a2;static {a1 = new A(1);a2 = new A(2);}B() {System.out.println("Initial class B");}
}

尽管看起来有点像一个方法，但它只是在 static 关键字后加了一段代码，这段代码和其他静态初始化语句一样，只执行一次：第一次创建该类的对象时，或第一次访问该类的静态成员时（即使从未创建过该类的对象）。