Java类加载、创建对象的过程

本文源自https://xuzhongcn.github.io/my/01/Java1.html

本文不再以ClassLoader的视角解释这些问题。

首先，Java代码有个特点，就是成员变量可以在前面的方法中使用，在后面定义。这一特性，很多人说Java了不起，可是为什么呢？Java为何能够这样呢？

我们首先来看一道面试题：

 
x
1：  public class Test{
2：      public static int k=0;
3：      public static Test t1=new Test("t1");
4：      public static Test t2=new Test("t2");
5：      public static int i=print("i");
6：      public static int n=99;
7：      public int j=print("j");
8：      static {
9：          print("静态块");
10：     }
11：     public Test(String str){
12：         System.out.println((++k)+":"+str+"  i="+i+" n="+n);
13：         ++i;
14：         ++n;
15：     }
16：     {
17：         print("构造块");
18：     }
19：     public static int print(String str){
20：         System.out.println((++k)+":"+str+"  i="+i+" n="+n);
21：         ++n;
22：         return ++i;
23：     }
24：     public static void main(String[] args) {
25：         // TODO Auto-generated method stub
26：         Test t=new Test("init");
27：     }
28：  }

写出上面代码的运行结果。

其实对于Java了解比较深入的人，不屑于解决这道题，因为看代码写运行结果，再常规不过，可是这个题，要是写准了，还真的不容易，因为，我们要以类似C语言的视角审视这道题。

OK，我们首先理解一个基本概念，内存空间一定是先申请，再初始化，再使用的。例如C语言中的malloc分配空间，然后初始化写0，然后使用。其实Java也是如此的。

首先，我们从main方法入手，只有一行new对象(第26行)。

new对象首先要加载类，这是肯定的了，因此“Test”需要加载类，也就是加载Test的字节码文件到方法区（永久代）中。这时需要把类中的“static”部分处理完成。

也就是说，static部分是随着Test的字节码文件进入到永久代的。

它的过程是：先把所有的static部分申请空间，然后再给每一个static成员由上至下分配初始值。初始值有两种，一种是Java对于基本数据类型的默认初始值，这个默认初始值在申请空间之时就给每一个成员赋予了，另一种是Java程序员利用“=”对成员进行赋初始值。

如图所示，五个静态成员在永久代首先被分配内存，此时，k=0 t1=null t2=null i=0 n=0。空间申请完成之后，我们把0赋值给k，虽然k被分配内存之后就是0，但是依然还要把0再赋值给k，因为“=”右边的“0”是程序员对k的赋值。然后是给t1实例一个对象，也就是t1原本是null，现在把new出来的对象赋值给t1，于是就要构建一个Test对象。构建对象时，要把所有的非static部分初始化一份，放入堆内存。

这时，你就理解了Java语法中，为什么静态成员是“类名.成员”，而非静态成员是“对象.成员”了。因为所属关系不同。

那么我们开始找非静态的成员

如图，有j和一个构造块。

因此是先给j申请空间，然后运行print("j")方法，把方法的返回值交给j。

于是，这个程序的第一段打印结果出来了：

打印：

此后，k=1 , n=1 , i=1。

然后是接着找非静态的部分，就只有构造块了，因此是：

此后，k=2 , n=2 , i=2。

这时，我们构造对象的准备工作做完了，也就是非静态的代码都执行完了，因此开始实例化对象，Java实例化对象使用构造方法，因此执行：

打印：

此后，t1不再是null，然后初始化t2，过程和t1一样，因此运行结果是：

再然后初始化静态的i，因此是执行：

输出打印：

然后初始化 n（第6行），直接把n赋值为99。但是什么都不打印。

然后再往下是静态块：

输出打印：

至此，所有的静态部分也都初始化完毕了，可以new Test("init")了：

输出打印：

所以总体打印如下：

总结，其实Java本身也是代码从上往下走的，只不过静态部分和非静态部分在两个次元里。Java的成员有分配空间，赋默认值两个过程，且首先为全体成员申请空间，然后由上至下逐一赋值。