淺談Java中各成員變數初始化流程

前言

最近在看Thinking in java，關於類別中的各成員初始化一直未曾關注，這裡記錄一下，如有錯誤，請指正：

1.繼承與初始化

#了解包含繼承的初始化全過程，以對所發生的一切有個全域性的把握，是很有益的。

在Java中，每個類別的編譯程式碼都存在於它自己的獨立的檔案中（即class檔案），而該檔案只在需要使用程式碼時才會載入。一般來說，“類別的程式碼在初次使用的時候才會載入”，這通常包含下面兩種情況：

1. 創建類別的第一個物件的時候

2. 存取static方法或欄位時

注意：第一次使用類別時，也是static初始化發生之處，所有物件和程式碼均依照書寫順序進行初始化，定義為static的欄位只會被初始化一次。

廢話不多說，詳細如下：

public class Base {
    //static字段
    private static int I1 = printInt("Init I1");    //普通字段
    private int i = 11;    
    protected int j;    
    public Base(){
        System.out.println("Base constructor");
        System.out.println("i="+i+" j="+j);
        j = 40;
    }    static int printInt(String str) {
        System.out.println(str);        
        return 10;
    }
}
public class Son extends Base{
    private static int I2 = printInt("Init I2");    
    public Son() {
        System.out.println("Son constructor");
        System.out.println("I2="+I2+" j= "+j);
    }    
    public static void main(String[] args) {
        Son son = new Son();
    }
}

看完這段程式碼，你覺得輸出是什麼呢？

先給答案，在來分析：

Init I1
Init I2
Base constructori=11 j=0Son constructorI2=10 j= 40

分析：

程式先從Son類別的main方法入手，於是載入器開始啟動並找出Son編譯程式碼（即class檔案）。在進行載入中發現Son還有父類Base，於是繼續載入Base的編譯程式碼（如果Base還有父類則繼續向上執行），接下來，根基類的static欄位初始化，因為子類可能會依賴基類成員能否被正確初始化，所以發生了Init I1， 然後往下到了Son，Son類別的static欄位初始化，於是發生了Init I2 ，到此所有的必要的類別載入完成，可以開始初始化物件。看到Son son = new Son()這行程式碼，準備呼叫Son的建構器，我們知道在繼承關係中，子類別的建構器中會呼叫super()，當然這裡是隱式調用。這樣又會回到父類別中去，不過在完成建構器之前，父類別（Base)中的所有普通字段（即非static字段）都會完成自己的初始化，所以會看到輸出i=11 j=0，接著來到子類別（Son)，和父類別的執行過程一樣，先完成普通欄位的初始化，再呼叫建構器方法。

說了一大堆，整體流程如下：

1. 從程式入口開始，載入該類別（這裡設為Z類別），如有繼承關係遞歸向上，直到根類別（這裡假設A類別）。

2. 完成A類別的static欄位初始化，遞歸向下，直到遇到Z類別。

3. 完成A類別的普通域初始化，完成A類別的建構器，遞歸向下，直到遇到Z類別。

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