深入分析Java對象的建構順序

對於下面的代碼，許多有經驗的程序員都沒能給出正確的答案。如果你能只看代碼給出的答案和文章末尾出給出大答案一致，那么你已經掌握了Java對象的建構順序，中間的分析可以不用看了。

/**
 * 父類Foo,實現控制台輸出
 *
 * @author youngto
 * @since 2013-01-25
 */
class Foo {

    private int index = 100;
    
    //靜態代碼塊
    static {        
        System.out.println("Foo static");
    }
    
    //初始化代碼塊
    {        
        System.out.println("Foo initialization");
    }
    
    public Foo() {
        System.out.println("Foo constructor");
        System.out.println(printIndex());
    }
    
    protected int printIndex() {
        return index;
    }
    
}

/**
 * 子類Bar,實現控制台輸出
 *
 * @author youngto
 * @since 2013-01-25
 */
public class Bar extends Foo{
    
    private int index = 100;
    static Bar bar = new Bar();
    
    //靜態代碼塊
    static{
        System.out.println("Bar static");
    }
    
    //初始化代碼塊
    {
        System.out.println("Bar initialization");
    }
    
    public Bar() {
       System.out.println("Bar constructor");
       System.out.println(printIndex());
    }
    
    @Override
    protected int printIndex() {
        System.out.println(bar);
        return index;
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        Foo foo = new Bar();
        System.out.println(foo.printIndex());
        foo = new Bar();
    }

}

 

 在對象建構過程中。為確保其正確性，以下事件一定會以固定順序發生：

a、從heap之中分配內存，用以存放全部的 instance 變量以及這個對象連同其 superclasses的實現專屬數據(implementation-specific data)。所謂「實現專屬數據」包括指向“class and method data的指針。

b、 對象的Instance變量被初始化為其相應的缺省值。

c、調用most derived class（最深層派生類）的構造函數(constructor)(注：事實上，構造函數被.class文件中的一個initialization method（初始化函數）替換了。Initialization method是名為<init>的特殊函數，由Java編譯器安放在.class文件里。其中包含[構造函數代碼]、[instance變量之初始化代碼]，以及[調用superclass Initialization method]之代碼。)。構造函致做的第一件事就是調用superclass的構造函數。這個程序一直反復持續到 java.lang.object構適函數被調用為止。一定要記住，java.lang.object是一切java對象的base class。

d、所有對象的靜態代碼塊或靜態字段先獲得執行，優先級從父類開始。

e、在構造函數本體執行之前，所有 instance 變量的初值設定式(initializers)和初始化區(initialization blocks)先獲得執行，然后才執行構造函數本體。於是base class的構造函數最先執行，most derived class的構造函數最后執行。這使得任何class的構造函數都能放心大膽地使用其任何superclass 的instance 變量。

代碼分析：

1、根據a:從heap分配內存，用來存放Bar的instance變量（index和bar）、Foo的instance變量（index），和一份「實現專屬數據」。

2、根據b:instance變量被初始化為其相應缺省值，Bar的index被賦值為0，bar被賦值為null,Foo的index被賦值為0。

3、根據c:在代碼65行准備創建Bar的一個對象，調用Bar的構造函數立即調用其superclass Foo的構造函數，Foo構造函數立即調用其superclass java.lang.Object的構造函數。

4、根據d:java.lang.Object構造函數返回后，在Foo對象中執行靜態代碼塊輸出Foo static，Foo靜態代碼塊執行完，執行Bar靜態代碼此時代碼執行到41行，准備創建Bar的第二個對象，針對這個對象，又從步驟1開始重復全部過程。

5、將要創建第二個Bar對象代碼再次執行到Foo對象，由於靜態對象只初始化一次，所以不會再次執行Foo的靜態代碼塊，直接先執行初始化代碼塊輸出Foo initialization，再執行Foo構造函數本體，根據e:Foo的index被賦值為100(這是來迷惑你的)，輸出Foo constructor；在Foo的構造函數中調用了printIndex函數，由於printIndex函數已經被子類Bar重寫所以此時調用的是Bar中的printIndex函數，根據e：此時代碼還未執行到Bar的構造函數本體，所以此時printIndex函數輸出缺省值bar=null，返回Bar的index缺省值0，因此這一步輸出null,0，Foo構造函數完成，返回。

6、繼續構建第二個Bar對象，執行Bar的初始化代碼塊，輸出Bar initialization，再執行構造函數，輸出Bar constructor。此時Bar的index賦值100，Bar的bar對象還正在構建中所以為null，輸出null，100，Bar構造函數完成。

7、Object reference bar指向heap之中最后創建完成的Bar對象，此時在第一個Bar的對象創建過程中而創建的第二Bar對象創建完成。

8、繼續第一個Bar對象的創建、執行Bar的靜態代碼塊，輸出Bar static。

9、從4-8步靜態代碼執行完成，繼續執行Foo的初始化代碼塊輸出Foo initialization，再執行Foo的構造函數本體輸出Foo constructor。在Foo的構造函數中調用了printIndex函數，由於printIndex函數已經被子類Bar重寫所以此時調用的是Bar中的printIndex函數，由於在構建第二個Bar對象時已經為靜態字段bar賦值，所以靜態變量bar此時有值，但實例變量index還是為缺省值0，輸出Bar@4633c1aa和0，Foo構造函數完成，返回。

10、執行Bar的初始化代碼塊輸出：Bar initialization，再執行Bar的構造函數輸出Bar constructor，Bar@4633c1aa和100，Bar構造函數完成。

11、Object reference bar指向heap之中最后創建完成的Bar對象，此時第一個Bar的對象創建完成。

12、66行調用bar對象函數輸出Bar@4633c1aa和100.

13、67行此時給bar引用從新賦值，又從步驟一重復全部過程，由於靜態只實例化一次所以輸出為：Foo initialization、Foo constructor、Bar@4633c1aa、0、Bar initialization、Bar constructor、Bar@4633c1aa、100

輸出結果為：

//代碼在65行建構第一個Bar對象
Foo static
//代碼執行到41行建構第二個Bar對象
Foo initialization
Foo constructor
null
0
Bar initialization
Bar constructor
null
100
//代碼執行到56行第二個Bar對象建構完，繼續建構第一個Bar對象
Bar static
Foo initialization
Foo constructor
Bar@4633c1aa
0
Bar initialization
Bar constructor
Bar@4633c1aa
100
//66行調用第一個Bar對象的函數輸出結果
Bar@4633c1aa
100
//67行此時第一個Bar對象執行完，給第一個Bar引用從新建構對象
Foo initialization
Foo constructor
Bar@4633c1aa
0
Bar initialization
Bar constructor
Bar@4633c1aa
100

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