本文主要記錄JAVA中對(duì)象的初始化過(guò)程，包括實(shí)例變量的初始化和類(lèi)變量的初始化以及final關(guān)鍵字對(duì)初始化的影響。另外，還討論了由于繼承原因，探討了引用變量的編譯時(shí)類(lèi)型和運(yùn)行時(shí)類(lèi)型

一，實(shí)例變量的初始化

這里首先介紹下創(chuàng)建對(duì)象的過(guò)程：

類(lèi)型為Dog的一個(gè)對(duì)象首次創(chuàng)建時(shí)，或者Dog類(lèi)的static字段或static方法首次訪(fǎng)問(wèn)時(shí)，Java解釋器必須找到Dog.class（在事先設(shè)定好的路徑里面搜索）； 
找到Dog.class后（它會(huì)創(chuàng)建一個(gè)Class對(duì)象），它的所有static初始化模塊都會(huì)運(yùn)行。因此，static初始化僅發(fā)生一次——在Class對(duì)象首次載入的時(shí)候； 
創(chuàng)建一個(gè)newDog()時(shí)，Dog對(duì)象的構(gòu)建進(jìn)程首先會(huì)在內(nèi)存堆（Heap）里為一個(gè)Dog對(duì)象分配足夠多的存儲(chǔ)空間； 
這種存儲(chǔ)空間會(huì)清為零，將Dog中的所有基本類(lèi)型(Primitive)設(shè)為它們的默認(rèn)值（0用于數(shù)字，以及boolean和char的等價(jià)設(shè)定）； 
進(jìn)行成員字段定義時(shí)發(fā)生的所有初始化都會(huì)執(zhí)行； 
執(zhí)行構(gòu)造函數(shù)。

然后，開(kāi)始對(duì)實(shí)例變量進(jìn)行初始化。一共有三種方式對(duì)實(shí)例變量進(jìn)行初始化：

①定義實(shí)例變量時(shí)指定初始值

②非靜態(tài)初始化塊中對(duì)實(shí)例變量進(jìn)行初始化

③構(gòu)造器中對(duì)實(shí)例變量進(jìn)行初始化

當(dāng)new對(duì)象初始化時(shí)，①②要先于③執(zhí)行。而①②的順序則按照它們?cè)谠创a中定義的順序來(lái)執(zhí)行。

當(dāng)實(shí)例變量使用了final關(guān)鍵字修飾時(shí)，如果是在定義該final實(shí)例變量時(shí)直接指定初始值進(jìn)行的初始化(第①種方式)，則：該變量的初始值在編譯時(shí)就被確定下來(lái)，那么該final變量就類(lèi)似于“宏變量”，相當(dāng)于JAVA中的直接常量。

public class Test {
  public static void main(String[] args) {
    final String str1 = "HelloWorld";
    final String str2 = "Hello" + "World";
    System.out.println(str1 == str2);//true
    
    final String str3 = "Hello" + String.valueOf("World");
    System.out.println(str1 == str3);//false
  }
}

第8行輸出false，是因?yàn)椋旱?行中str3需要通過(guò)valueOf方法調(diào)用之后才能確定。而不是在編譯時(shí)確定。

再來(lái)看一個(gè)示例：

public class Test {
  
  final String str1 = "HelloWorld";
  final String str2 = "Hello" + "World";
  final String str3;
  final String str4;
  {
    str3 = "HelloWorld";
  }
  {
    System.out.println(str1 == str2);//true
    System.out.println(str1 == str3);//true
//    System.out.println(str1 == str4);//compile error
  }
  public Test() {
    str4 = "HelloWorld";
    System.out.println(str1 == str4);//true
  }
  
  public static void main(String[] args) {
    new Test();
  }
}

把第13行的注釋去掉，會(huì)報(bào)編譯錯(cuò)誤“Theblankfinalfieldstr4maynothavebeeninitialized”

因?yàn)樽兞縮tr4是在構(gòu)造器中進(jìn)行初始化的。而前面提到：①定義實(shí)例變量時(shí)直接指定初始值(str1和str2的初始化)、②非靜態(tài)初始化塊中對(duì)實(shí)例變量進(jìn)行初始化（str3的初始化）要先于③構(gòu)造器中對(duì)實(shí)例變量進(jìn)行初始化。

另外，對(duì)于final修飾的實(shí)例變量必須顯示地對(duì)它進(jìn)行初始化，而不是通過(guò)構(gòu)造器(<clinit>)對(duì)之進(jìn)行默認(rèn)初始化。

public class Test {
   final String str1;//compile error---沒(méi)有顯示的使用①②③中的方式進(jìn)行初始化
   String str2;
 }

str2可以通過(guò)構(gòu)造器對(duì)之進(jìn)行默認(rèn)的初始化，初始化為null。而對(duì)于final修飾的變量 str1，必須顯示地使用 上面提到的三種方式進(jìn)行初始化。如下面的這個(gè)Test.java（一共有22行的這個(gè)Test類(lèi)）

public class Test {
  final String str1 = "Hello";//定義實(shí)例變量時(shí)指定初始值
  
  final String str2;//非靜態(tài)初始化塊中對(duì)實(shí)例變量進(jìn)行初始化
  final String str3;//構(gòu)造器中對(duì)實(shí)例變量進(jìn)行初始化
  
  {
    str2 = "Hello";
  }
  public Test() {
    str3 = "Hello";
  }
  
  public void show(){
    System.out.println(str1 + str1 == "HelloHello");//true
    System.out.println(str2 + str2 == "HelloHello");//false
    System.out.println(str3 + str3 == "HelloHello");//false
  }
  public static void main(String[] args) {
    new Test().show();
  }
}

由于str1采用的是第①種方式進(jìn)行的初始化，故在執(zhí)行15行:str1+str1連接操作時(shí)，str1其實(shí)相當(dāng)于“宏變量”

而str2和str3并不是“宏變量”，故16-17行輸出false

在非靜態(tài)初始化代碼塊中初始化變量和在構(gòu)造器中初始化變量的一點(diǎn)小區(qū)別：因?yàn)闃?gòu)造器是可以重寫(xiě)的，比如你把某個(gè)實(shí)例變量放在無(wú)參的構(gòu)造器中進(jìn)行初始化，但是在new對(duì)象時(shí)卻調(diào)用的是有參數(shù)的構(gòu)造器，那就得注意該實(shí)例變量有沒(méi)有正確得到初始化了。

而放在非靜態(tài)初始化代碼塊中初始化變量時(shí)，不管是調(diào)用有參的構(gòu)造器還是無(wú)參的構(gòu)造器，非靜態(tài)初始化代碼塊都會(huì)執(zhí)行。

二，類(lèi)變量的初始化

類(lèi)變量一共有兩個(gè)地方對(duì)之進(jìn)行初始化：

❶定義類(lèi)變量時(shí)指定初始值

❷靜態(tài)初始化代碼塊中進(jìn)行初始化

不管new多少個(gè)對(duì)象，類(lèi)變量的初始化只執(zhí)行一次。

三，繼承對(duì)初始化的影響

主要是理解編譯時(shí)類(lèi)型和運(yùn)行時(shí)類(lèi)型的不同，從這個(gè)不同中可以看出this關(guān)鍵字和super關(guān)鍵字的一些本質(zhì)區(qū)別。

class Fruit{
  String color = "unknow";
  public Fruit getThis(){
    return this;
  }
  public void info(){
    System.out.println("fruit's method");
  }
}

public class Apple extends Fruit{

  String color = "red";//與父類(lèi)同名的實(shí)例變量
  
  @Override
  public void info() {
    System.out.println("apple's method");
  }
  
  public void accessFruitInfo(){
    super.info();
  }
  public Fruit getSuper(){
    return super.getThis();
  }
  
  //for test purpose
  public static void main(String[] args) {
    Apple a = new Apple();
    Fruit f = a.getSuper();
    
    //Fruit f2 = a.getThis();
    //System.out.println(f == f2);//true
    
    System.out.println(a == f);//true
    System.out.println(a.color);//red
    System.out.println(f.color);//unknow
    
    a.info();//"apple's method"
    f.info();//"apple's method"
    
    a.accessFruitInfo();//"fruit's method"
  }
}

值得注意的地方有以下幾個(gè)：

⒈第35行引用變量a和f都指向內(nèi)存中的同一個(gè)對(duì)象，36-37行調(diào)用它們的屬性時(shí)，a.color是red，而f.color是unknow

因?yàn)椋琭變量的聲明類(lèi)型(編譯時(shí)類(lèi)型)為Fruit，當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)屬性時(shí)是由聲明該變量的類(lèi)型來(lái)決定的。

⒉第39-40行，a.info()和f.info()都輸出“apple'smethod”

因?yàn)?，f變量的運(yùn)行時(shí)類(lèi)型為Apple，info()是Apple重載的父類(lèi)的一個(gè)方法。調(diào)用方法時(shí)由變量的運(yùn)行時(shí)類(lèi)型來(lái)決定。

⒊關(guān)于this關(guān)鍵字

當(dāng)在29行new一個(gè)Apple對(duì)象，在30行調(diào)用getSuper()方法時(shí)，最終是執(zhí)行到第4行的returnthis

this的解釋是：返回調(diào)用本方法的對(duì)象。它返回的類(lèi)型是Fruit類(lèi)型(見(jiàn)getThis方法的返回值類(lèi)型)，但實(shí)際上是Apple對(duì)象導(dǎo)致的getThis方法的調(diào)用。故，這里的this的聲明類(lèi)型是Fruit，而運(yùn)行時(shí)類(lèi)型是Apple

⒋關(guān)于super關(guān)鍵字

super與this是有區(qū)別的。this可以用來(lái)代表“當(dāng)前對(duì)象”，可用return返回。而對(duì)于super而言，沒(méi)有returnsuper;這樣的語(yǔ)句。

super主要是為了：在子類(lèi)中訪(fǎng)問(wèn)父類(lèi)中的屬性或者在子類(lèi)中調(diào)用父類(lèi)中的方法而引入的一個(gè)關(guān)鍵字。比如第24行。

⒌在父類(lèi)的構(gòu)造器中不要去調(diào)用被子類(lèi)覆蓋的方法(Override)，或者說(shuō)在構(gòu)造父類(lèi)對(duì)象時(shí)，不要依賴(lài)于子類(lèi)覆蓋了父類(lèi)的那些方法。這樣很可能會(huì)導(dǎo)致初始化的失敗(沒(méi)有正確地初始化對(duì)象)

因?yàn)椋呵懊娴?點(diǎn)和第2點(diǎn)談到了，對(duì)象(變量)有聲明時(shí)類(lèi)型(編譯時(shí)類(lèi)型)和運(yùn)行時(shí)類(lèi)型。而方法的調(diào)用取決于運(yùn)行時(shí)類(lèi)型。

當(dāng)new子類(lèi)對(duì)象時(shí)，會(huì)首先去初始化父類(lèi)的屬性，而此時(shí)對(duì)象的運(yùn)行時(shí)類(lèi)型是子類(lèi)，因此父類(lèi)的屬性的賦值若依賴(lài)于子類(lèi)中重載的方法，會(huì)導(dǎo)致父類(lèi)屬性得不到正確的初始化值。示例如下：

class Fruit{
    String color;
    
    public Fruit() {
      color = this.getColor();//父類(lèi)color屬性初始化依賴(lài)于重載的方法getColor
//      color = getColor();
    }
    public String getColor(){
      return "unkonw";
    }
    
    @Override
    public String toString() {
      return color;
    }
  }
  
  public class Apple extends Fruit{
  
    @Override
    public String getColor() {
      return "color: " + color;
    }
    
//    public Apple() {
//      color = "red";
//    }
    
    public static void main(String[] args) {
      System.out.println(new Apple());//color: null
    }
  }

Fruit類(lèi)的color屬性 沒(méi)有正確地被初始化為"unknow"，而是為 null

主要是因?yàn)榈?行 this.getColor()調(diào)用的是Apple類(lèi)的getColor方法，而此時(shí)Apple類(lèi)的color屬性是直接從Fruit類(lèi)繼承的。

四，參考資料

瘋狂Java 突破程序員基本功的16課  第二章

Effective Java中文版 第2版 中文 PDF版    第二版第17條

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