本文主要記錄JAVA中對象的初始化過程，包括實例變量的初始化和類變量的初始化以及final關(guān)鍵字對初始化的影響。另外，還討論了由于繼承原因，探討了引用變量的編譯時類型和運行時類型

一，實例變量的初始化

這里首先介紹下創(chuàng)建對象的過程：

類型為Dog的一個對象首次創(chuàng)建時，或者Dog類的static字段或static方法首次訪問時，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（它會創(chuàng)建一個Class對象），它的所有static初始化模塊都會運行。因此，static初始化僅發(fā)生一次——在Class對象首次載入的時候； 
創(chuàng)建一個newDog()時，Dog對象的構(gòu)建進程首先會在內(nèi)存堆（Heap）里為一個Dog對象分配足夠多的存儲空間； 
這種存儲空間會清為零，將Dog中的所有基本類型(Primitive)設(shè)為它們的默認值（0用于數(shù)字，以及boolean和char的等價設(shè)定）； 
進行成員字段定義時發(fā)生的所有初始化都會執(zhí)行； 
執(zhí)行構(gòu)造函數(shù)。

然后，開始對實例變量進行初始化。一共有三種方式對實例變量進行初始化：

①定義實例變量時指定初始值

②非靜態(tài)初始化塊中對實例變量進行初始化

③構(gòu)造器中對實例變量進行初始化

當new對象初始化時，①②要先于③執(zhí)行。而①②的順序則按照它們在源代碼中定義的順序來執(zhí)行。

當實例變量使用了final關(guān)鍵字修飾時，如果是在定義該final實例變量時直接指定初始值進行的初始化(第①種方式)，則：該變量的初始值在編譯時就被確定下來，那么該final變量就類似于“宏變量”，相當于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，是因為：第7行中str3需要通過valueOf方法調(diào)用之后才能確定。而不是在編譯時確定。

再來看一個示例：

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，會報編譯錯誤“Theblankfinalfieldstr4maynothavebeeninitialized”

因為變量str4是在構(gòu)造器中進行初始化的。而前面提到：①定義實例變量時直接指定初始值(str1和str2的初始化)、②非靜態(tài)初始化塊中對實例變量進行初始化（str3的初始化）要先于③構(gòu)造器中對實例變量進行初始化。

另外，對于final修飾的實例變量必須顯示地對它進行初始化，而不是通過構(gòu)造器(<clinit>)對之進行默認初始化。

public class Test {
   final String str1;//compile error---沒有顯示的使用①②③中的方式進行初始化
   String str2;
 }

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

public class Test {
  final String str1 = "Hello";//定義實例變量時指定初始值
  
  final String str2;//非靜態(tài)初始化塊中對實例變量進行初始化
  final String str3;//構(gòu)造器中對實例變量進行初始化
  
  {
    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種方式進行的初始化，故在執(zhí)行15行:str1+str1連接操作時，str1其實相當于“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小區(qū)別：因為構(gòu)造器是可以重寫的，比如你把某個實例變量放在無參的構(gòu)造器中進行初始化，但是在new對象時卻調(diào)用的是有參數(shù)的構(gòu)造器，那就得注意該實例變量有沒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，不管是調(diào)用有參的構(gòu)造器還是無參的構(gòu)造器，非靜態(tài)初始化代碼塊都會執(zhí)行。

二，類變量的初始化

類變量一共有兩個地方對之進行初始化：

❶定義類變量時指定初始值

❷靜態(tài)初始化代碼塊中進行初始化

不管new多少個對象，類變量的初始化只執(zhí)行一次。

三，繼承對初始化的影響

主要是理解編譯時類型和運行時類型的不同，從這個不同中可以看出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";//與父類同名的實例變量
  
  @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：

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

因為，f變量的聲明類型(編譯時類型)為Fruit，當訪問屬性時是由聲明該變量的類型來決定的。

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

因為，f變量的運行時類型為Apple，info()是Apple重載的父類的一個方法。調(diào)用方法時由變量的運行時類型來決定。

⒊關(guān)于this關(guān)鍵字

當在29行new一個Apple對象，在30行調(diào)用getSuper()方法時，最終是執(zhí)行到第4行的returnthis

this的解釋是：返回調(diào)用本方法的對象。它返回的類型是Fruit類型(見getThis方法的返回值類型)，但實際上是Apple對象導(dǎo)致的getThis方法的調(diào)用。故，這里的this的聲明類型是Fruit，而運行時類型是Apple

⒋關(guān)于super關(guān)鍵字

super與this是有區(qū)別的。this可以用來代表“當前對象”，可用return返回。而對于super而言，沒有returnsuper;這樣的語句。

super主要是為了：在子類中訪問父類中的屬性或者在子類中調(diào)用父類中的方法而引入的一個關(guān)鍵字。比如第24行。

⒌在父類的構(gòu)造器中不要去調(diào)用被子類覆蓋的方法(Override)，或者說在構(gòu)造父類對象時，不要依賴于子類覆蓋了父類的那些方法。這樣很可能會導(dǎo)致初始化的失敗(沒有正確地初始化對象)

因為：前面第1點和第2點談到了，對象(變量)有聲明時類型(編譯時類型)和運行時類型。而方法的調(diào)用取決于運行時類型。

當new子類對象時，會首先去初始化父類的屬性，而此時對象的運行時類型是子類，因此父類的屬性的賦值若依賴于子類中重載的方法，會導(dǎo)致父類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color屬性初始化依賴于重載的方法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類的color屬性 沒有正確地被初始化為"unknow"，而是為 null

主要是因為第5行 this.getColor()調(diào)用的是Apple類的getColor方法，而此時Apple類的color屬性是直接從Fruit類繼承的。

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

最新評論