小荷花回老家伴奏:java 初始化是做什么的?

Java初始化对象过程，具体做什么如下：

当一个对象被创建之后，虚拟机会为其分配内存，主要用来存放对象的实例变量及其从超类继承过来的实例变量(即使这些从超类继承过来的实例变量有可能被隐藏也会被分配空间)。在为这些实例变量分配内存的同时，这些实例变量也会被赋予默认值。

关于实例变量隐藏

class Foo {
    int i = 0;
}
 
class Bar extends Foo {
    int i = 1;
    public static void main(String... args) {
        Foo foo = new Bar();
        System.out.println(foo.i);
    }
}

上面的代码中，Foo和Bar中都定义了变量i，在main方法中，我们用Foo引用一个Bar对象，如果实例变量与方法一样，允许被覆盖，那么打印的结果应该是1，但是实际的结果确是0。但是如果在Bar的方法中直接使用i，那么用的会是Bar对象自己定义的实例变量i，这就是隐藏，Bar对象中的i把Foo对象中的i给隐藏了，这条规则对于静态变量同样适用。在内存分配完成之后，java的虚拟机就会开始对新创建的对象执行初始化操作，因为java规范要求在一个对象的引用可见之前需要对其进行初始化。在Java中，三种执行对象初始化的结构，分别是实例初始化器、实例变量初始化器以及构造函数。

关于Java初始化，有多文章都用了很大篇幅的介绍。经典的<>更是用了专门的
一章来介绍Java初始化。但在大量有代码实例后面，感觉上仍然没有真正深入到初始化的本质。

本文以作者对JVM的理解和自己的经验，对Java的初始化做一个比深入的说明，由于作者有水平限制，
以及JDK各实现版本的变化，可能仍然有不少错误和缺点。欢迎行家高手赐教。

要深入了解Java初始化，我们无法知道从程序流程上知道JVM是按什么顺序来执行的。了解JVM的执行
机制和堆栈跟踪是有效的手段。可惜的是，到目前为止。JDK1。4和JDK1。5在javap功能上却仍然存在
着BUG。所以有些过程我无法用实际的结果向你证明两种相反的情况（但我可以证明那确实是一个BUG）

<>(第三版)在第四章一开始的时候,这样来描述Java的初始化工作:
以下译文原文:
可以这样认为,每个类都有一个名为Initialize()的方法,这个名字就暗示了它得在使用之前调用,不幸
的是,这么做的话,用户就得记住要调用这个方法,java类库的设计者们可以通过一种被称为构造函数的
特殊方法,来保证每个对象都能得到被始化.如果类有构造函数,那么java就会在对象刚刚创建,用户还来
不及得到的时候,自动调用那个构造函数,这样初始化就有保障了。

我不知道原作者的描述和译者的理解之间有多大的差异,结合全章,我没有发现两个最关键的字""
和""。至少说明原作者和译者并没有真正说明JVM在初始化时做了什么,或者说并不了解JVM的初始化
内幕,要不然明明有这两个方法,却为什么要认为有一个事实上并不存在的"Initialize()"方法呢?

""和""方法在哪里？
这两个方法是实际存在而你又找不到的方法，也许正是这样才使得一些大师都犯晕。加上jdk实现上的一
些BUG，如果没有深入了解，真的让人摸不着北。

现在科学体系有一个奇怪的现象，那么庞大的体系最初都是建立在一个假设的基础是，假设1是正确的，
由此推导出2，再继续推导出10000000000。可惜的是太多的人根本不在乎2-100000000000这样的体系都
是建立在假设1是正确的基础上的。我并不会用“可以这样认为”这样的假设，我要确实证明""
和""方法是真真实实的存在的：

packagedebug;
publicclassMyTest{
staticinti=100/0;
publicstaticvoidmain(String[]args){
Ssytem.out.println("Hello,World!");
}
}

执行一下看看,这是jdk1.5的输出：

java.lang.ExceptionInInitializerError
Causedby:java.lang.ArithmeticException:/byzero
atdebug.MyTest.(Test.java:3)
Exceptioninthread"main"

请注意，和其它方法调用时产生的异常一样，异常被定位于debug.MyTest的.

再来看：

packagedebug;
publicclassTest{
Test(){
inti=100/0;
}
publicstaticvoidmain(String[]args){
newTest();
}
}

jdk1.5输入：
Exceptioninthread"main"java.lang.ArithmeticException:/byzero
atdebug.Test.(Test.java:4)
atdebug.Test.main(Test.java:7)

JVM并没有把异常定位在Test()构造方法中，而是在debug.Test.。

当我们看到了这两个方法以后，我们再来详细讨论这两个“内置初始化方法”（我并不喜欢生造一些
非标准的术语，但我确实不知道如何规范地称呼他们）。

内置初始化方法是JVM在内部专门用于初始化的特有方法，而不是提供给程序员调用的方法，事实上
“<>”这样的语法在源程序中你连编译都无法通过。这就说明，初始化是由JVM控制而不是让程序员
来控制的。

类初始化方法：
我没有从任何地方了解到的cl是不是class的简写，但这个方法确实是用来对“类”进行初
始化的。换句话说它是用来初始化static上下文的。

在类装载（load）时，JVM会调用内置的方法对类成员和静态初始化块进行初始化调用。它们
的顺序按照源文件的原文顺序。
我们稍微增加两行static语句：
packagedebug;
publicclassTest{
staticintx=0;
staticStrings="123";
static{
Strings1="456";
if(1==1)
thrownewRuntimeException();
}
publicstaticvoidmain(String[]args){
newTest();
}
}
然后进行反编译：
javap-cdebug.Test

Compiledfrom"Test.java"
publicclassdebug.Testextendsjava.lang.Object{
staticintx;

staticjava.lang.Strings;

publicdebug.Test();
Code:
0:aload_0
1:invokespecial#1;//Methodjava/lang/Object."":()V
4:return

publicstaticvoidmain(java.lang.String[]);
Code:
0:new#2;//classdebug/Test
3:dup
4:invokespecial#3;//Method"":()V
7:pop
8:return

static{};
Code:
0:iconst_0
1:putstatic#4;//Fieldx:I
4:ldc#5;//String123
6:putstatic#6;//Fields:Ljava/lang/String;
9:ldc#7;//String456
11:astore_0
12:new#8;//classjava/lang/RuntimeException
15:dup
16:invokespecial#9;//Methodjava/lang/RuntimeException."":()V
19:athrow

}
这里，我们不得不说，JDK在javap功能上的实现有一个BUG。static段的16标号，那里标识了异常
的位置发生在""方法中，而实际上这段程序运行时的输出却是：

java.lang.ExceptionInInitializerError
Causedby:java.lang.RuntimeException
atdebug.Test.(Test.java:8)
Exceptioninthread"main"

但我们总可以明白，类初始化正是按照源文件中定义的原文顺序进行。先是声明

staticintx;

staticjava.lang.Strings;

然后对intx和Strings进行赋值：
0:iconst_0
1:putstatic#4;//Fieldx:I
4:ldc#5;//String123
6:putstatic#6;//Fields:Ljava/lang/String;
执行初始化块的Strings1="456";生成一个RuntimeException抛
9:ldc#7;//String456
11:astore_0
12:new#8;//classjava/lang/RuntimeException
15:dup
16:invokespecial#9;//Methodjava/lang/RuntimeException."":()V
19:athrow

要明白的是，""方法不仅是类初始化方法，而且也是接口初始化方法。并不是所以接口
的属性都是内联的，只有直接赋常量值的接口常量才会内联。而

[publicstaticfinal]doubled=Math.random()*100;

这样的表达式是需要计算的，在接口中就要由""方法来初始化。

下面我们再来看看实例初始化方法""

""用于对象创建时对对象进行初始化，当在HEAP中创建对象时，一旦在HEAP分配了空间。最
先就会调用""方法。这个方法包括实例变量的赋值（声明不在其中）和初始化块，以及构造
方法调用。如果有多个重载的构造方法，每个构造方法都会有一个对应的""方法。

同样，实例变量和初始化块的顺序也是按源文件的原文顺序执行，构造方法中的代码在最后执行：

packagedebug;
publicclassTest{
intx=0;
Strings="123";
{
Strings1="456";
//if(1==1)
//thrownewRuntimeException();
}

publicTest(){
Stringss="789";
}

publicstaticvoidmain(String[]args){
newTest();
}
}

javap-cdebug.Test的结果：

Compiledfrom"Test.java"
publicclassdebug.Testextendsjava.lang.Object{
intx;

java.lang.Strings;

publicdebug.Test();
Code:
0:aload_0
1:invokespecial#1;//Methodjava/lang/Object."":()V
4:aload_0
5:iconst_0
6:putfield#2;//Fieldx:I
9:aload_0
10:ldc#3;//String123
12:putfield#4;//Fields:Ljava/lang/String;
15:ldc#5;//String456
17:astore_1
18:ldc#6;//String789
20:astore_1
21:return

publicstaticvoidmain(java.lang.String[]);
Code:
0:new#7;//classdebug/Test
3:dup
4:invokespecial#8;//Method"":()V
7:pop
8:return
}

如果在同一个类中，一个构造方法调用了另一个构造方法，那么对应的""方法就会调用另一
个""，但是实例变量和初始化块会被忽略，否则它们就会被多次执行。

packagedebug;
publicclassTest{
Strings1=rt("s1");
Strings2="s2";

publicTest(){
s1="s1";
}
publicTest(Strings){
this();
if(1==1)thrownewRuntime();
}
Stringrt(Strings){
returns;
}
publicstaticvoidmain(String[]args){
newTest("");
}
}

反编译的结果：
Compiledfrom"Test.java"
publicclassdebug.Testextendsjava.lang.Object{
java.lang.Strings1;

java.lang.Strings2;

publicdebug.Test();
Code:
0:aload_0
1:invokespecial#1;//Methodjava/lang/Object."":()V
4:aload_0
5:aload_0
6:ldc#2;//Strings1
8:invokevirtual#3;//Methodrt:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;
11:putfield#4;//Fields1:Ljava/lang/String;
14:aload_0
15:ldc#5;//Strings2
17:putfield#6;//Fields2:Ljava/lang/String;
20:aload_0
21:ldc#2;//Strings1
23:putfield#4;//Fields1:Ljava/lang/String;
26:return

publicdebug.Test(java.lang.String);
Code:
0:aload_0
1:invokespecial#7;//Method"":()V
4:new#8;//classjava/lang/RuntimeException
7:dup
8:invokespecial#9;//Methodjava/lang/RuntimeException."":()V
11:athrow

java.lang.Stringrt(java.lang.String);
Code:
0:aload_1
1:areturn

publicstaticvoidmain(java.lang.String[]);
Code:
0:new#10;//classdebug/Test
3:dup
4:ldc#11;//String
6:invokespecial#12;//Method"":(Ljava/lang/String;)V
9:pop
10:return

}

我们再一次看到了javap实现的bug，虽然有一个"":(Ljava/lang/String;)V签名可以说明
每个构造方法对应一个不同,但Runtime异常仍然被定位到了""()V的方法中：
invokespecial#8;//Methodjava/lang/RuntimeException."":()V,而在main方法中的
调用却明明是"":(Ljava/lang/String;)V.

但是我们看到，由于Test(Strings)调用了Test();所以"":(Ljava/lang/String;)V不再对
实例变量和初始化块进次初始化：

publicdebug.Test(java.lang.String);
Code:
0:aload_0
1:invokespecial#7;//Method"":()V
4:new#8;//classjava/lang/RuntimeException
7:dup
8:invokespecial#9;//Methodjava/lang/RuntimeException."":()V
11:athrow

而如果两个构造方法是相互独立的，则每个构造方法调用前都会执行实例变量和初始化块的调用：

packagedebug;
publicclassTest{
Strings1=rt("s1");
Strings2="s2";
{
Strings3="s3";
}
publicTest(){
s1="s1";
}

publicTest(Strings){
if(1==1)
thrownewRuntimeException();
}

Stringrt(Strings){
returns;
}

publicstaticvoidmain(String[]args){
newTest("");
}
}

反编译的结果：

Compiledfrom"Test.java"
publicclassdebug.Testextendsjava.lang.Object{
java.lang.Strings1;

java.lang.Strings2;

publicdebug.Test();
Code:
0:aload_0
1:invokespecial#1;//Methodjava/lang/Object."":()V
4:aload_0
5:aload_0
6:ldc#2;//Strings1
8:invokevirtual#3;//Methodrt:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;
11:putfield#4;//Fields1:Ljava/lang/String;
14:aload_0
15:ldc#5;//Strings2
17:putfield#6;//Fields2:Ljava/lang/String;
20:ldc#7;//Strings3
22:astore_1
23:aload_0
24:ldc#2;//Strings1
26:putfield#4;//Fields1:Ljava/lang/String;
29:return

publicdebug.Test(java.lang.String);
Code:
0:aload_0
1:invokespecial#1;//Methodjava/lang/Object."":()V
4:aload_0
5:aload_0
6:ldc#2;//Strings1
8:invokevirtual#3;//Methodrt:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;
11:putfield#4;//Fields1:Ljava/lang/String;
14:aload_0
15:ldc#5;//Strings2
17:putfield#6;//Fields2:Ljava/lang/String;
20:ldc#7;//Strings3
22:astore_2
23:new#8;//classjava/lang/RuntimeException
26:dup
27:invokespecial#9;//Methodjava/lang/RuntimeException."":()V
30:athrow

java.lang.Stringrt(java.lang.String);
Code:
0:aload_1
1:areturn

publicstaticvoidmain(java.lang.String[]);
Code:
0:new#10;//classdebug/Test
3:dup
4:ldc#11;//String
6:invokespecial#12;//Method"":(Ljava/lang/String;)V
9:pop
10:return

}

java在初始化的时候也有很多讲究，因为java中出现了类，所以在初始化的时候就有可能使用到创建新对象，所以，对于初始化的顺序要求的比较严格，请看下面一个程序，是thinking in java中的一个程序，被我稍加改编，这样可以更好的说明几个初始化的要点：

class Cup

{

Cup(int marker)

{

System.out.println("Cup(" + marker + ")");

}

void f(int marker)

{

System.out.println("f(" + marker + ")");

}

}

class Cups

{

static Cup c1=new Cup(1);

Cup c3=new Cup(3);

static Cup c2= new Cup(2);

Cups()

{

System.out.println("Cups()");

}

Cup c4=new Cup(4);

}

public class ExplicitStatic

{

Cups c=new Cups();

{

System.out.println("Hello");

}

public static void main(String[] args)

{

System.out.println("Inside main()");

Cups.c1.f(99);

ExplicitStatic x=new ExplicitStatic();

}

static Cups x = new Cups();

}

大家可以手动执行一下这个程序，考虑一下结果是什么，然后参照下面的答案对照一下，看看是否正确：

Cup(1)

Cup(2)

Cup(3)

Cup(4)

Cups()

Inside main()

f(99)

Cup(3)

Cup(4)

Cups()

Hello

四个初始化的要点，如下：

1、如果有static，即静态成员定义，首先初始化static的变量，如，在类Cups中c3在c2前面，可是在输出的结果中，你可以发现，c2是在c3前执行的，这就是因为，所有的static都在第一时间被初始化。

2、Static只初始化一次，在第二次创建类的对象的时候，就不会去执行static的语句，如，在第二次执行new Cups（）的时候，就只输出了Cup（3）和Cup（4），显然，static的两个创建对象的语句没有做。

3、变量的初始化在方法前。如，在Cups类中，方法Cups（）在语句Cup c4=new Cup(4)之前，可是输出结果的时候，打印的Cups()却在Cup(4)之后。

4、在含有main的类中执行顺序是先做static，然后就是main，而不是像其它类一样，除了static就按顺序做下来。如，在main函数中，如果去掉语句ExplicitStatic x=new ExplicitStatic()，则Cups c=new Cups()和System.out.println("hello")都不会执行。

在操作系统上建立可以运行JAVA程序的基本环境，获取环境变量。，