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深入理解Java初始化的含義

編輯：關於JAVA

可以這樣認為，每個類都有一個名為Initialize()的方法，這個名字就暗示了它得在使用之前調用，不幸的是，這麼做的話，用戶就得記住要調用這個方法，java類庫的設計者們可以通過一種被稱為構造函數的特殊方法，來保證每個對象都能得到被始化.如果類有構造函數，那麼Java就會在對象剛剛創建，用戶還來不及得到的時候，自動調用那個構造函數，這樣初始化就有保障了。

　　我不知道原作者的描述和譯者的理解之間有多大的差異，結合全章，我沒有發現兩個最關鍵的字""和""。至少說明原作者和譯者並沒有真正說明JVM在初始化時做了什麼，或者說並不了解JVM的初始化內幕，要不然明明有這兩個方法，卻為什麼要認為有一個事實上並不存在的"Initialize()"方法呢?

　　""和""方法在哪裡?這兩個方法是實際存在而你又找不到的方法，也許正是這樣才使得一些大師都犯暈。加上jdk實現上的一些BUG，如果沒有深入了解，真的讓人摸不著北。

　　現在科學體系有一個奇怪的現象，那麼龐大的體系最初都是建立在一個假設的基礎是，假設1是正確的，由此推導出2，再繼續推導出10000000000。可惜的是太多的人根本不在乎2-100000000000這樣的體系都是建立在假設1是正確的基礎上的。我並不會用“可以這樣認為”這樣的假設，我要確實證明""和""方法是真真實實的存在的:

package debug;
　public class MyTest{
　　static int i = 100/0;
　　public static void main(String[] args){
　　　Ssytem.out.println("Hello，World!");
　　}
　}
　　執行一下看看，這是jdk1.5的輸出:

Java.lang.ExceptionInInitializerError
Caused by: Java.lang.ArithmeticException: / by zero
at debug.MyTest.(Test.Java:3)
Exception in thread "main"
　　請注意，和其它方法調用時產生的異常一樣，異常被定位於debug.MyTest的.

　　再來看:

package debug;
　public class Test {
　　Test(){
　　　int i = 100 / 0;
　　}
　public static void main(String[] args) {
　　new Test();
　}
}

　　jdk1.5輸入:

　　Exception in thread "main" Java.lang.ArithmeticException: / by zero

　　at debug.Test.(Test.Java:4)

　　at debug.Test.main(Test.Java:7)

　　JVM並沒有把異常定位在Test()構造方法中，而是在debug.Test.。

　　當我們看到了這兩個方法以後，我們再來詳細討論這兩個“內置初始化方法”(我並不喜歡生造一些非標准的術語，但我確實不知道如何規范地稱呼他們)。

　　內置初始化方法是JVM在內部專門用於初始化的特有方法，而不是提供給程序員調用的方法，事實上“<>”這樣的語法在源程序中你連編譯都無法通過。這就說明，初始化是由JVM控制而不是讓程序員來控制的。
類初始化方法:

　　我沒有從任何地方了解到的cl是不是class的簡寫，但這個方法確實是用來對“類”進行初始化的。換句話說它是用來初始化static上下文的。

　　在類裝載(load)時，JVM會調用內置的方法對類成員和靜態初始化塊進行初始化調用。它們的順序按照源文件的原文順序。

　　我們稍微增加兩行static語句:

package debug;
public class Test {
　static int x = 0;
　static String s = "123";
　static {
　　String s1 = "456";
　　if(1==1)
　　throw new RuntimeException();
　}
　public static void main(String[] args) {
　　new Test();
　}
}
　　然後進行反編譯:

Javap -c debug.Test
Compiled from "Test.Java"
public class debug.Test extends Java.lang.Object{
　static int x;
　static Java.lang.String s;
　public debug.Test();
　Code:
　　0: aload_0
　　1: invokespecial #1; //Method Java/lang/Object."":()V
　　4: return
　　public static void main(Java.lang.String[]);
　　Code:
　　0: new #2; //class debug/Test
　　3: dup
　　4: invokespecial #3; //Method "":()V
　　7: pop
　　8: return
　　static {};
　　Code:
　　0: iconst_0
　　1: putstatic #4; //FIEld x:I
　　4: ldc #5; //String 123
　　6: putstatic #6; //FIEld s:LJava/lang/String;
　　9: ldc #7; //String 456
　　11: astore_0
　　12: new #8; //class Java/lang/RuntimeException
　　15: dup
　　16: invokespecial #9; //Method Java/lang/RuntimeException."":()V
　　19: athrow
　}
　　我們可以看到，類初始化正是按照源文件中定義的原文順序進行。先是聲明

static int x;
static Java.lang.String s;
　　然後對int x和String s進行賦值:

0: iconst_0
1: putstatic #4; //FIEld x:I
4: ldc #5; //String 123
6: putstatic #6; //FIEld s:LJava/lang/String;
　　執行初始化塊的String s1 = "456";生成一個RuntimeException拋

9: ldc #7; //String 456
11: astore_0
12: new #8; //class Java/lang/RuntimeException
15: dup
16: invokespecial #9; //Method Java/lang/RuntimeException."":()V
19: athrow

　　要明白的是，""方法不僅是類初始化方法，而且也是接口初始化方法。並不是所以接口

　　的屬性都是內聯的，只有直接賦常量值的接口常量才會內聯。而

　　[public static final] double d = Math.random()*100;

　　這樣的表達式是需要計算的，在接口中就要由""方法來初始化。

下面我們再來看看實例初始化方法""

　　""用於對象創建時對對象進行初始化，當在HEAP中創建對象時，一旦在HEAP分配了空間。最先就會調用""方法。這個方法包括實例變量的賦值(聲明不在其中)和初始化塊，以及構造方法調用。如果有多個重載的構造方法，每個構造方法都會有一個對應的""方法。構造方法隱式或顯示調用父類的構造方法前，總是先執行實例變量初始化和初始化塊.同樣，實例變量和初始化塊的順序也是按源文件的原文順序執行，構造方法中的代碼在最後執行:

package debug;
public class Test {
　int x = 0;
　String s = "123";
　{
　　String s1 = "456";
　　//if(1==1)
　　//throw new RuntimeException();
　}
　public Test(){
　　String ss = "789";
　}
　public static void main(String[] args) {
　　new Test();
　}
}
Javap -c debug.Test的結果:
　Compiled from "Test.Java"
　public class debug.Test extends Java.lang.Object{
　　int x;
　　Java.lang.String s;
　　public debug.Test();
　　Code:
　　0: aload_0
　　1: invokespecial #1; //Method Java/lang/Object."":()V
　　4: aload_0
　　5: iconst_0
　　6: putfield #2; //FIEld x:I
　　9: aload_0
　　10: ldc #3; //String 123
　　12: putfield #4; //FIEld s:LJava/lang/String;
　　15: ldc #5; //String 456
　　17: astore_1
　　18: ldc #6; //String 789
　　20: astore_1
　　21: return
　　public static void main(Java.lang.String[]);
　　Code:
　　0: new #7; //class debug/Test
　　3: dup
　　4: invokespecial #8; //Method "":()V
　　7: pop
　　8: return
　}

　　如果在同一個類中，一個構造方法調用了另一個構造方法，那麼對應的""方法就會調用另一個""，但是實例變量和初始化塊會被忽略，否則它們就會被多次執行。

package debug;
public class Test {
　String s1 = rt("s1");
　String s2 = "s2";
　public Test(){
　　s1 = "s1";
　}
public Test(String s){
　this();
　if(1==1) throw new Runtime();
}
String rt(String s){
　return s;
}
public static void main(String[] args) {
　new Test("");
}
}
　　反編譯的結果:

Compiled from "Test.Java"
public class debug.Test extends Java.lang.Object{
　Java.lang.String s1;
　Java.lang.String s2;
　public debug.Test();
　Code:
　0: aload_0
　1: invokespecial #1; //Method Java/lang/Object."":()V
　4: aload_0
　5: aload_0
　6: ldc #2; //String s1
　8: invokevirtual #3; //Method rt:(Ljava/lang/String;)LJava/lang/String;
　11: putfield #4; //FIEld s1:LJava/lang/String;
　14: aload_0
　15: ldc #5; //String s2
　17: putfield #6; //FIEld s2:LJava/lang/String;
　20: aload_0
　21: ldc #2; //String s1
　23: putfield #4; //FIEld s1:LJava/lang/String;
　26: return
　public debug.Test(Java.lang.String);
　Code:
　　0: aload_0
　　1: invokespecial #7; //Method "":()V
　　4: new #8; //class Java/lang/RuntimeException
　　7: dup
　　8: invokespecial #9; //Method Java/lang/RuntimeException."":()V
　　11: athrow
　　java.lang.String rt(Java.lang.String);
　Code:
　　0: aload_1
　　1: areturn
　　public static void main(Java.lang.String[]);
　Code:
　　0: new #10; //class debug/Test
　　3: dup
　　4: ldc #11; //String
　　6: invokespecial #12; //Method "":(LJava/lang/String;)V
　　9: pop
　　10: return
　}

　　我們看到，由於Test(String s)調用了Test();所以"":(LJava/lang/String;)V不再對實例變量和初始化塊進次初始化:

public debug.Test(Java.lang.String);
Code:
　0: aload_0
　1: invokespecial #7; //Method "":()V
　4: new #8; //class Java/lang/RuntimeException
　7: dup
　8: invokespecial #9; //Method Java/lang/RuntimeException."":()V
　11: athrow
　　而如果兩個構造方法是相互獨立的，則每個構造方法調用前都會執行實例變量和初始化塊的調用:

package debug;
public class Test {
　String s1 = rt("s1");
　String s2 = "s2";
　{
　　String s3 = "s3";
　}
public Test() {
　s1 = "s1";
}
public Test(String s) {
　if (1 == 1)
　　throw new RuntimeException();
}
String rt(String s) {
　return s;
}
public static void main(String[] args) {
　new Test("");
}
}
　　反編譯的結果:

Compiled from "Test.Java"
　public class debug.Test extends Java.lang.Object{
　　Java.lang.String s1;
　　Java.lang.String s2;
　　public debug.Test();
　　Code:
　　0: aload_0
　　1: invokespecial #1; //Method Java/lang/Object."":()V
　　4: aload_0
　　5: aload_0
　　6: ldc #2; //String s1
　　8: invokevirtual #3; //Method rt:(Ljava/lang/String;)LJava/lang/String;
　　11: putfield #4; //FIEld s1:LJava/lang/String;
　　14: aload_0
　　15: ldc #5; //String s2
　　17: putfield #6; //FIEld s2:LJava/lang/String;
　　20: ldc #7; //String s3
　　22: astore_1
　　23: aload_0
　　24: ldc #2; //String s1
　　26: putfield #4; //FIEld s1:LJava/lang/String;
　　29: return
　　public debug.Test(Java.lang.String);
　　Code:
　　0: aload_0
　　1: invokespecial #1; //Method Java/lang/Object."":()V
　　4: aload_0
　　5: aload_0
　　6: ldc #2; //String s1
　　8: invokevirtual #3; //Method rt:(Ljava/lang/String;)LJava/lang/String;
　　11: putfield #4; //FIEld s1:LJava/lang/String;
　　14: aload_0
　　15: ldc #5; //String s2
　　17: putfield #6; //FIEld s2:LJava/lang/String;
　　20: ldc #7; //String s3
　　22: astore_2
　　23: new #8; //class Java/lang/RuntimeException
　　26: dup
　　27: invokespecial #9; //Method Java/lang/RuntimeException."":()V
　　30: athrow
　　java.lang.String rt(Java.lang.String);
　　Code:
　　0: aload_1
　　1: areturn
　　public static void main(Java.lang.String[]);
　　Code:
　　0: new #10; //class debug/Test
　　3: dup
　　4: ldc #11; //String
　　6: invokespecial #12; //Method "":(LJava/lang/String;)V
　　9: pop
　　10: return
　}
　　明白了上面這些知識，我們來做一個小測試吧:

public class Test2 extends Test1
{
　System.out.print("1");
}
Test2(){
　System.out.print("2");
}
static{
　System.out.print("3");
}
{
　System.out.print("4");
}
public static void main(String[] args) {
　new Test2();
}
}
class Test1 {
　Test1(){
　System.out.print("5");
}
static{
　System.out.print("6");
}
}
　　試試看能清楚打印的順序嗎?如果沒有new Test2()將打印什麼?