经典题目 java类的加载顺序及理解何为java向前引用

来源：互联网发布：网络教育统考时间报名编辑：程序博客网时间：2024/06/04 00:25

public class StaticTest {
     
    public static int k = 0;
    public static StaticTest t1 = new StaticTest("t1");
    public static StaticTest t2 = new StaticTest("t2");
    public static int i = print("i");
    public static int n = 99;
    public int j = print("j");
     
    {
        print("构造快");
    }
     
    {
        print("静态块");
    }
     
    public StaticTest(String str) {
        System.out.println((++k) + ":" + str + " i=" + i + " n=" + n);
        ++n;
        ++i;
    }
     
    public static int print(String str) {
        System.out.println((++k) + ":" + str + " i=" + i + " n=" + n);
        ++i;
        return ++n;
    }
    public static void main(String[] args) {
        StaticTest t = new StaticTest("init");
    }
 
}

运行结果：

j i=0 n=0
构造快 i=1 n=1
静态块 i=2 n=2
t1 i=3 n=3
j i=4 n=4
构造快 i=5 n=5
静态块 i=6 n=6
t2 i=7 n=7
i i=8 n=8
j i=9 n=99
构造快 i=10 n=100
静态块 i=11 n=101
init i=12 n=102

理解：

首先加载的顺序为：
先父类的static成员变量-》子类的static成员变量-》父类的成员变量-》父类构造-》子类成员变量-》子类构造
也就是说最先被加载的是所有static申明的成员变量，之所以被申明为静态，特点就是共享，即使实例化多个对象，但是是共用一个static声明的变量的。
也就是说，首先所有的static被载入，但是还未执行，下一步开始执行，自上而下，首先执行完第一行之后执行public static StaticTest t1 = new StaticTest("t1");
实例化这个对象的时候，由于静态的已经被载入，所以就直接执行
public int j = print("j"); 这一句，然后执行
{ print("构造快"); } { print("静态块"); }
最后执行构造函数，
然后实例化t2,
最后实例化对象。

做几个例子测试出该效果，推出什么原理大家自己理解吧。
第一个，public static StaticTest t1 = new StaticTest("t1");改为
public StaticTest t1 = new StaticTest("t1");
结果：加载出错
第二个，把public int j = print("j");也改为静态的。

类加载顺序：
* 1.加载类的静态属性(非静态不管)
* 这里加载的是:public static int k = 0;
* 然后加载:public static StaticTest t1 = new StaticTest("t1");
* 因为此处进行了类的实例化所以
* 1.1加载类的非静态属性
* 这里是:public int j = print("j");
* 运行完这个方法接着
* 1.2顺序加载类中的非static代码块(static暂时不加载)
* 这里是:print("构造快");和print("静态块");
* 运行完接着
* 1.3加载类的构造方法
* 这里是:public StaticTest(String str)
* 运行完（一个静态属性的实例就完成了）
* 2.继续加载类的静态属性
* 这里加载的是:public static StaticTest t2 = new StaticTest("t2");
* 2.1重复（1.1-1.3）
* 3.继续加载类的静态属性
* 这里加载的是:public static int i = print("i");
* 运行完接着
* 4.继续加载类的静态属性
* 这里加载的是:public static int n = 99;
* 不管你n原来是多少现在为99
* 接着
* 5.（如果有static代码块，在这里先加载，这个里面没有所以加载主函数）加载主函数
* 这里加载的是:StaticTest t = new StaticTest("init");
* 因为此处进行了类的实例化所以
* 5.1
* 重复1.1-1.3
* 5.2
* 因为public static int print(String str)这个方法返回++n
* 所以n从99开始累加
* 运行完OK了

疑问：

static被载入时，int值应该为空吧.
运行到创建t1的实例时，还没有运行static i的初始化代码吧？
为什么创建t1实例的时候，可以直接做i++?

还有一个知识点就是关于向前引用的问题，像结果中n开始为什么会0，后面有变为99。这个可以参考一下:

所谓向前引用，就是在定义类、接口、方法、变量之前使用它们，例如，

1
2
3
4
5
6
7
8
class MyClass
{
    void method()
    {
        System.out.println(myvar);
    }
    String myvar = "var value";
}

myvar在method方法后定义，但method方法可以先使用该变量。在很多语言，如C++，是需要提前定义的，而Java已经允许了向前引用。不过在使用向前引用时可能会容易犯一些错误。例如，下面的代码。

1
2
3
4
5
class MyClass {
     int method() {return n; }
     int m = method();
     int n = 1;
}

如果简单地执行下面的代码，毫无疑问会输出1.

1
System.out.println(new MyClass().method());

不过使用下面的代码输出变量m，却得到0。

1
System.out.println(new MyClass().m);

那么这是真么回事呢？

实际上，从java编译器和runtime的工作原理可以得知。在编译java源代码时只是进行了词法、语法和语义检测，如果都通过，会生成.class文件。不过这时MyClass中的变量并没有被初始化，编译器只是将相应的初始化表达式（method（）、1）记录在.class文件中。

当runtime运行MyClass.class时，首先会进行装载成员字段，而且这种装载是按顺序执行的。并不会因为java支持向前引用，就首先初始化所有可以初始化的值。首先，runtime会先初始化m字段，这时当然会调用method方法，在method方法中利用向前引用技术使用了n。不过这时的n还没有进行初始化呢。runtime为了实现向前引用，在进行初始化所有字段之前，还需要将所有的字段添加到符号表中。以便在任何地方（但需要满足java的调用规则）都可以引用这些字段，不过由于还没有初始化这些字段，所以这时符号表中所有的字段都使用默认的值。int类型的字段默认值自然是0了。所以在初始化int m = method()时，method方法访问的n实际上是在进行正式初始化之前已经被添加到符号表中的字段n，而不是后面的int n = 1执行的结果。但将MyClass改成如下的形式，结果就完全不同了。

1
2
3
4
5
class MyClass {
    int method() {return n; }
    int n = 1;
    int m = method();
}

现在执行下面的代码，会输出1。

1
System.out.println(new MyClass().m);

究其原因，是引用初始化m时调用method方法，该方法中使用的n已经是初始化完的了，而不是最初放到符号表中的值。

综合上述，runtime在运行.class文件时，每个作用域（方法、接口、类等带语言元素都有自己的作用域）的符号表都会被至少访问两次，第一次会将所有的字段（这里只考虑类的初始化）放到符号表中，暂时不考虑初始化只，放到符号表中只是相当于一个索引，好让其他地方引用该字段时可以找到它们，例如，method方法中引用n时就会到符号表中寻找n，不过这时的n只是int类型的默认值。等到第二次访问n就是真正初始化n的时候（int n = 1）。这是将符号表中存储的字段n的值更新为实际的初始化值（1）。所以如果引用n放生在正式初始化n之前，当然输出的是0。

那么可能有人会问，先访问一下n，再访问m，这时m的值是否为1呢？答案仍然是0。因为在创建MyClass对象时m和n的初始化工作已经完成，它们的值已成事实，除非再次设置，否则不可改变了。

1
2
3
MyClass myClass = new MyClass();
System.out.println(myClass.n);  //  输出1
System.out.println(myClass.m);  //  仍然输出0

对于静态成员，仍然符合这一规则。

1
2
3
4
5
class MyClass {
     static int method() {return n; }
     static int m = method();  //  直接访问m，仍然会输出0
     static int n = 1;
}

本文出自 “李宁的极客世界” 博客，请务必保留此出处http://androidguy.blog.51cto.com/974126/1230298

阅读全文

0 0