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關(guān)于Java 初始化,有多文章都用了很大篇幅的介紹。經(jīng)典的<<Thinking in java>>更是用了專門的一章來介紹Java初始化。但在大量有代碼實(shí)例后面,感覺上仍然沒有真正深入到初始化的本質(zhì)。
本文以作者對JVM的理解和自己的經(jīng)驗(yàn),對Java的初始化做一個(gè)比深入的說明,由于作者有水平限制,以及JDK各實(shí)現(xiàn)版本的變化,可能仍然有不少錯(cuò)誤和缺點(diǎn)。歡迎行家高手賜教。
要深入了解Java初始化,我們無法知道從程序流程上知道JVM是按什么順序來執(zhí)行的。了解JVM的執(zhí)行機(jī)制和堆棧跟蹤是有效的手段??上У氖牵侥壳盀橹?。JDK1。4和JDK1。5在javap功能上卻仍然存在著BUG。所以有些過程我無法用實(shí)際的結(jié)果向你證明兩種相反的情況。
<<Thinking in java>>(第三版)在第四章一開始的時(shí)候,這樣來描述Java的初始化工作:
以下譯文原文:
可以這樣認(rèn)為,每個(gè)類都有一個(gè)名為Initialize()的方法,這個(gè)名字就暗示了它得在使用之前調(diào)用,不幸的是,這么做的話,用戶就得記住要調(diào)用這個(gè)方法,java類庫的設(shè)計(jì)者們可以通過一種被稱為構(gòu)造函數(shù)的特殊方法,來保證每個(gè)對象都能得到被始化.如果類有構(gòu)造函數(shù),那么java就會在對象剛剛創(chuàng)建,用戶還來不及得到的時(shí)候,自動調(diào)用那個(gè)構(gòu)造函數(shù),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(jié)合全章,我沒有發(fā)現(xiàn)兩個(gè)最關(guān)鍵的字"<clinit>"和"<init>"。至少說明原作者和譯者并沒有真正說明JVM在初始化時(shí)做了什么,或者說并不了解JVM的初始化內(nèi)幕,要不然明明有這兩個(gè)方法,卻為什么要認(rèn)為有一個(gè)事實(shí)上并不存在的"Initialize()"方法呢?
"<clinit>"和"<init>"方法在哪里?這兩個(gè)方法是實(shí)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(shí)現(xiàn)上的一些BUG,如果沒有深入了解,真的讓人摸不著北。
現(xiàn)在科學(xué)體系有一個(gè)奇怪的現(xiàn)象,那么龐大的體系最初都是建立在一個(gè)假設(shè)的基礎(chǔ)是,假設(shè)1是正確的,由此推導(dǎo)出2,再繼續(xù)推導(dǎo)出10000000000??上У氖翘嗟娜烁静辉诤?-100000000000這樣的體系都是建立在假設(shè)1是正確的基礎(chǔ)上的。我并不會用“可以這樣認(rèn)為”這樣的假設(shè),我要確實(shí)證明"<clinit>"和"<init>"方法是真真實(shí)實(shí)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(zhí)行一下看看,這是jdk1.5的輸出:
java.lang.ExceptionInInitializerErrorCaused by: java.lang.ArithmeticException: / by zeroat debug.MyTest.(Test.java:3)Exception in thread "main"
請注意,和其它方法調(diào)用時(shí)產(chǎn)生的異常一樣,異常被定位于debug.MyTest的<clinit>.
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 zeroat debug.Test.<init>(Test.java:4)at debug.Test.main(Test.java:7)
JVM并沒有把異常定位在Test()構(gòu)造方法中,而是在debug.Test.<init>。
當(dāng)我們看到了這兩個(gè)方法以后,我們再來詳細(xì)討論這兩個(gè)“內(nèi)置初始化方法”(我并不喜歡生造一些
非標(biāo)準(zhǔn)的術(shù)語,但我確實(shí)不知道如何規(guī)范地稱呼他們)。
內(nèi)置初始化方法是JVM在內(nèi)部專門用于初始化的特有方法,而不是提供給程序員調(diào)用的方法,事實(shí)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。
我沒有從任何地方了解到<clinit>的cl是不是class的簡寫,但這個(gè)方法確實(shí)是用來對“類”進(jìn)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(shí),JVM會調(diào)用內(nèi)置的<clinit>方法對類成員和靜態(tài)初始化塊進(jìn)行初始化調(diào)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();}}
然后進(jìn)行反編譯:
javap -c debug.TestCompiled 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_01: invokespecial #1; //Method java/lang/Object."":()V4: returnpublic static void main(java.lang.String[]);Code:0: new #2; //class debug/Test3: dup4: invokespecial #3; //Method " ":()V7: pop8: returnstatic {};Code:0: iconst_01: putstatic #4; //Field x:I4: ldc #5; //String 1236: putstatic #6; //Field s:Ljava/lang/String;9: ldc #7; //String 45611: astore_012: new #8; //class java/lang/RuntimeException15: dup16: invokespecial #9; //Method java/lang/RuntimeException." ":()V19: 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(jìn)行。先是聲明
static int x;static java.lang.String s;
然后對int x和String s進(jìn)行賦值:
0: iconst_01: putstatic #4; //Field x:I4: ldc #5; //String 1236: putstatic #6; //Field s:Ljava/lang/String;
執(zhí)行初始化塊的String s1 = "456";生成一個(gè)RuntimeException拋
9: ldc #7; //String 45611: astore_012: new #8; //class java/lang/RuntimeException15: dup16: invokespecial #9; //Method java/lang/RuntimeException."":()V19: athrow
要明白的是,"<clinit>"方法不僅是類初始化方法,而且也是接口初始化方法。并不是所以接口
的屬性都是內(nèi)聯(lián)的,只有直接賦常量值的接口常量才會內(nèi)聯(lián)。而
[public static final] double d = Math.random()*100;
這樣的表達(dá)式是需要計(jì)算的,在接口中就要由"<clinit>"方法來初始化。
"<init>"用于對象創(chuàng)建時(shí)對對象進(jìn)行初始化,當(dāng)在HEAP中創(chuàng)建對象時(shí),一旦在HEAP分配了空間。最先就會調(diào)用"<init>"方法。這個(gè)方法包括實(shí)例變量的賦值(聲明不在其中)和初始化塊,以及構(gòu)造方法調(diào)用。如果有多個(gè)重載的構(gòu)造方法,每個(gè)構(gòu)造方法都會有一個(gè)對應(yīng)的"<init>"方法。構(gòu)造方法隱式或顯示調(diào)用父類的構(gòu)造方法前,總是先執(zhí)行實(shí)例變量初始化和初始化塊.同樣,實(shí)例變量和初始化塊的順序也是按源文件的原文順序執(zhí)行,構(gòu)造方法中的代碼在最后執(zhí)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(jié)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_01: invokespecial #1; //Method java/lang/Object."":()V4: aload_05: iconst_06: putfield #2; //Field x:I9: aload_010: ldc #3; //String 12312: putfield #4; //Field s:Ljava/lang/String;15: ldc #5; //String 45617: astore_118: ldc #6; //String 78920: astore_121: returnpublic static void main(java.lang.String[]);Code:0: new #7; //class debug/Test3: dup4: invokespecial #8; //Method " ":()V7: pop8: return}
如果在同一個(gè)類中,一個(gè)構(gòu)造方法調(diào)用了另一個(gè)構(gòu)造方法,那么對應(yīng)的"<init>"方法就會調(diào)用另一
個(gè)"<init>",但是實(shí)例變量和初始化塊會被忽略,否則它們就會被多次執(zhí)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(jié)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_01: invokespecial #1; //Method java/lang/Object."":()V4: aload_05: aload_06: ldc #2; //String s18: invokevirtual #3; //Method rt:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;11: putfield #4; //Field s1:Ljava/lang/String;14: aload_015: ldc #5; //String s217: putfield #6; //Field s2:Ljava/lang/String;20: aload_021: ldc #2; //String s123: putfield #4; //Field s1:Ljava/lang/String;26: returnpublic debug.Test(java.lang.String);Code:0: aload_01: invokespecial #7; //Method " ":()V4: new #8; //class java/lang/RuntimeException7: dup8: invokespecial #9; //Method java/lang/RuntimeException." ":()V11: athrowjava.lang.String rt(java.lang.String);Code:0: aload_11: areturnpublic static void main(java.lang.String[]);Code:0: new #10; //class debug/Test3: dup4: ldc #11; //String6: invokespecial #12; //Method " ":(Ljava/lang/String;)V9: pop10: return}
我們看到,由于Test(String s)調(diào)用了Test();所以"<init>":(Ljava/lang/String;)V不再對
實(shí)例變量和初始化塊進(jìn)次初始化:
public debug.Test(java.lang.String);Code:0: aload_01: invokespecial #7; //Method "":()V4: new #8; //class java/lang/RuntimeException7: dup8: invokespecial #9; //Method java/lang/RuntimeException." ":()V11: athrow
而如果兩個(gè)構(gòu)造方法是相互獨(dú)立的,則每個(gè)構(gòu)造方法調(diào)用前都會執(zhí)行實(shí)例變量和初始化塊的調(diào)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(jié)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_01: invokespecial #1; //Method java/lang/Object."":()V4: aload_05: aload_06: ldc #2; //String s18: invokevirtual #3; //Method rt:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;11: putfield #4; //Field s1:Ljava/lang/String;14: aload_015: ldc #5; //String s217: putfield #6; //Field s2:Ljava/lang/String;20: ldc #7; //String s322: astore_123: aload_024: ldc #2; //String s126: putfield #4; //Field s1:Ljava/lang/String;29: returnpublic debug.Test(java.lang.String);Code:0: aload_01: invokespecial #1; //Method java/lang/Object." ":()V4: aload_05: aload_06: ldc #2; //String s18: invokevirtual #3; //Method rt:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;11: putfield #4; //Field s1:Ljava/lang/String;14: aload_015: ldc #5; //String s217: putfield #6; //Field s2:Ljava/lang/String;20: ldc #7; //String s322: astore_223: new #8; //class java/lang/RuntimeException26: dup27: invokespecial #9; //Method java/lang/RuntimeException." ":()V30: athrowjava.lang.String rt(java.lang.String);Code:0: aload_11: areturnpublic static void main(java.lang.String[]);Code:0: new #10; //class debug/Test3: dup4: ldc #11; //String6: invokespecial #12; //Method " ":(Ljava/lang/String;)V9: pop10: return}
明白了上面這些知識,我們來做一個(gè)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()將打印什么?
轉(zhuǎn)載自dev2dev網(wǎng)友a(bǔ)xman的 go deep into java專欄 。一個(gè)男人.
一個(gè)寫程序的男人.
一個(gè)寫程序并正在從程序中尋找快樂的男人.
一個(gè)寫程序并正在從程序中尋找快樂并把快樂傳遞給大家的男人.
一個(gè)書生.
一個(gè)寂寞的書生.
一個(gè)寂寞的梅香竹影下敲聲寫韻的書生.
一個(gè)寂寞的梅香竹影下敲聲寫韻晨鐘暮鼓中逸氣揚(yáng)劍的書生.
那個(gè)男人是位書生。沒有人知道他的姓名,居無定所,行無定蹤,亦耕變讀,或漁或樵。
所以有人叫他樵夫(Axman),有人叫他漁郎(fisher)。
作者簡介 | |
Dev2Dev資深網(wǎng)友,Dev2Dev ID:axman。個(gè)人Blog:http://blog.csdn.net/axman/ |