淺談Java中的初始化和清理

引言

　　這篇文章我們主要介紹Java初始化和清理的相關內容，這些內容雖然比較基礎，但是還是在這邊做一個簡單的總結，方便以后查閱。

初始化過程

　　Java盡力保證：所有變量在使用之前都會得到恰當的初始化（對於方法的局部變量，Java會以編譯時錯誤的形式來提醒程序員進行初始化）。

　　1、類數據成員的初始化

　　類成員初始化過程是這樣的：當我們實例化一個對象時，編譯器會首先執行數據成員的初始化過程，然后在執行構造器。下面我們通過一個簡單的例子來介紹下類數據成員的初始化過程。代碼如下：

class Sample {
    int value;
    
    public Sample() {
        this(0);
    }
    
    public Sample(int value) {
        this.value=value;
        System.out.println(this.value);
    }
    
    @Override
    public String toString() {
        return String.valueOf(this.value);
    }
}

public class PracClass {
    private int id;
    private String name;
    private static Sample sample=new Sample();
    
    public PracClass() {
        this(1,"defaltName");
    }
    
    public PracClass(int id,String name){
        this.id=id;
        this.name=name;
        System.out.println(this.id+" "+this.name);
    }
    
    @Override
    public String toString() {
        return this.id+" "+this.name+" SampleValue: "+sample;
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        PracClass pracClass=new PracClass();
        System.out.println(pracClass);
    }
}

　　輸出結果如下：

0
1 defaltName
1 defaltName SampleValue: 0

　　我們看到main函數實例化了一個PracClass對象。在PracClass類中其中有一個static對象sample。我們從輸出結果中，可以看到編譯器先執行了類成員數據的初始化過程（靜態的和非靜態的都是）。然后再執行對象的構造器。

　　2、繼承關系下的初始化過程

　　我們來看一下存在繼承關系下，類成員數據是如何初始化的，下面我們還是通過簡單的例子來看一下：

class Insect {
    private int i=9;
    protected int j;
    
    public Insect() {
        System.out.println("i="+i+","+j);
        j=20;
    }
    private static int x1=printInit("static Insect.x1 init");
    
    static int printInit(String s){
        System.out.println(s);
        return 16;
    }
}


public class PracClass extends Insect {
    private int k=printInit("Beetle.k init");
    public PracClass() {
        System.out.println("k="+k);
        System.out.println("j="+j);
    }
    private static int x2=printInit("Beetle.x2 init");
    
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Beetle contructor");
        PracClass pracClass=new PracClass();
    }
}

　　我們來看一下運行結果：

static Insect.x1 init
Beetle.x2 init
Beetle contructor
i=9,0
Beetle.k init
k=16
j=20

　　當程序運行時，第一步就是去訪問main方法，這時候加載器開始啟動並且找出PracClass類的編譯代碼么。在這個加載過程中，編譯器注意到它有一個基類，於是它繼續進行加載基類（如果該基類還有其自身的基類，那么第二個基類就會被加載，如此類推）。這時候根基類中的static初始化，然后是下一個導出類。為什么要這樣的？因為導出類的static初始化可能會依賴於基類成員是否被正確初始化。

　　這時候，必要的類都已經加載完畢。下面開始創建對象，這時候基類的實例變量初始化過程，然后執行基類構造器，然后執行導出類的實例變量初始化過程，然后是導出類的構造器。

清理過程

　　我們知道Java相比C++最大的一個差異之處在於Java是提供垃圾收集器的。但是垃圾收集器只回收那些使用new關鍵字分配的內存。對於不是使用new關鍵字來獲取的內存，垃圾收集器是不知道如何釋放的。Java為了應對這種情況允許在類中定義一個finalize的方法。它的工作原理是這樣的：一旦垃圾回收器准備好釋放對象占用的存儲空間，將首先調用其finalize方法，並且在下一次垃圾回收時，才會真正的回收對象占用的內存。

　　通過上面的描述，我們知道finalize方法是不能作為通用的清理方法的。我們建議寫一個顯示的終止方法（類似於Stream中的close、Timer中的cancle等）那么在什么情況下才能使用finalize方法呢？下面兩種情況可以使用finalize方法。

1、finalize方法作為安全網

　　我們顯示的終結方法一般是使用try-finally結構來使用的。在finally方法內部調用顯示的終止方法，可以保證即使在使用對象過程中發生異常，該終結方法還是會執行。

　　當對象的所有者忘記調用前面段落中建議的顯示的終止方法時，finalize方法可以充當“安全網”的角色。雖然這樣做不能保證終止方法會被及時的調用。但至少在無法通過調用顯示終止方法來正常結束操作的情況下，遲一點釋放關鍵資源總比不釋放要好。如果我們在終結方法中發現資源還未被終止，那么應該在日志中記錄一條警告，這樣表示顯示的終止方法可能沒有被調用，此處需要進行修復。

2、與本地方法有關

　　如果在Java中使用JNI技術（即使用C/C++進行內存分配）。那么Java的垃圾收集器是無法進行內存回收的。這時候推薦使用顯示的終止方法來釋放這部分內存（你可以調用C/C++方法釋放）。

簡單總結

　　finalize方法不推薦使用，如果你想釋放內存/資源，推薦顯示的方法來釋放分配的內存。