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深入理解java初始化的含义


  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:

package debug;
 public class mytest{
  static int i = 100/0;
  public static void main(string[] args){
   ssytem.out.println("hello,world!");
  }
 }

  执行一下看看,这是jdk1.5的输出:

java.lang.exceptionininitializererror
caused by: java.lang.arithmeticexception: / by zero
at debug.mytest.(test.java:3)
exception in thread "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:

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

  jdk1.5输入:

  exception in thread "main" java.lang.arithmeticexception: / by zero

  at debug.test.(test.java:4)

  at debug.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:

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();
 }
}

  然后进行反编译:

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
 }

  我们可以看到,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

static int x;
static java.lang.string s;

  然后对int x和string s进行赋值:

0: iconst_0
1: putstatic #4; //field x:i
4: ldc #5; //string 123
6: putstatic #6; //field s:ljava/lang/string;

  执行初始化块的string s1 = "456";生成一个runtimeexception抛

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

  [public static final] double d = 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。构造方法隐式或显示调用父类的构造方法前,总是先执行实例变量初始化和初始化块.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:

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的结果:
 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。

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("");
}
}

  反编译的结果:

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
 }

  我们看到,由于test(string s)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:

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:

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("");
}
}

  反编译的结果:

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
 }

  明白了上面这些知识,我们来做一个小测试吧:

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");
}
}

  试试看能清楚打印的顺序吗?如果没有new test2()将打印什么?

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