前言

之前說了類加載的過程，但是有的讀者表示還是有些知識點沒弄清楚，相關(guān)面試題也不能思考出結(jié)果，所以今天就來總結(jié)下類加載、對象實例化方面的知識點/面試題，幫助大家加深印象。

全是干貨，一網(wǎng)打盡類的基礎(chǔ)知識！先看看下面的問題都能回答上來嗎？

• 描述new一個對象的過程，并結(jié)合例子說明。
• 類初始化的觸發(fā)時機。
• 多線程進行類的初始化會出問題嗎？
• 類的實例化觸發(fā)時機。
• <clinit>()方法和<init>()方法區(qū)別。
• 在類都沒有初始化完畢之前，能直接進行實例化相應(yīng)的對象嗎?
• 類的初始化過程與類的實例化過程的異同？
• 一個實例變量在對象初始化的過程中會被賦值幾次？

描述new一個對象的過程

先上圖，再描述：

Java中對象的創(chuàng)建過程包括 類初始化和類實例化兩個階段。
而new就是創(chuàng)建對象的一種方式，一種時機。

當(dāng)執(zhí)行到new的字節(jié)碼指令的時候，會先判斷這個類是否已經(jīng)初始化，如果沒有初始化就要進行類的初始化，也就是執(zhí)行類構(gòu)造器<clinit>()方法。
如果已經(jīng)初始化了，就直接進行類對象的實例化。

• 類的初始化，是類的生命周期中的一個階段，會為類中各個類成員賦初始值。
• 類的實例化，是指創(chuàng)建一個類的實例的過程。

但是在類的初始化之前，JVM會保證類的裝載，鏈接（驗證、準(zhǔn)備、解析）四個階段都已經(jīng)完成，也就是上面的第一張圖。

• 裝載是指 Java 虛擬機查找.class文件并生成字節(jié)流，然后根據(jù)字節(jié)流創(chuàng)建java.lang.Class對象的過程。
• 鏈接是指驗證創(chuàng)建的類，并將其解析到JVM中使之能夠被 JVM 執(zhí)行。

那到底類加載的時機是什么時候呢？JVM 并沒有規(guī)范何時具體執(zhí)行，不同虛擬機的實現(xiàn)會有不同，常見有以下兩種情況：

• 隱式裝載：在程序運行過程中，當(dāng)碰到通過 new 等方式生成對象時，系統(tǒng)會隱式調(diào)用 ClassLoader 去裝載對應(yīng)的 class 到內(nèi)存中；
• 顯示裝載：在編寫源代碼時，主動調(diào)用 Class.forName() 等方法也會進行 class 裝載操作，這種方式通常稱為顯示裝載。

所以到這里，大的流程框架就搞清楚了：

• 當(dāng)JVM碰到new字節(jié)碼的時候，會先判斷類是否已經(jīng)初始化，如果沒有初始化（有可能類還沒有加載，如果是隱式裝載，此時應(yīng)該還沒有類加載，就會先進行裝載、驗證、準(zhǔn)備、解析四個階段），然后進行類初始化。

• 如果已經(jīng)初始化過了，就直接開始類對象的實例化工作，這時候會調(diào)用類對象的<init>方法。

結(jié)合例子說明

然后說說具體的邏輯，結(jié)合一段類代碼：

public class Run {
    public static void main(String[] args) {
        new Student();
    }
}


public class Person{
    public static int value1 = 100;
    public static final int value2 = 200;

    public int value4 = 400;

    static{
        value1 = 101;
        System.out.println("1");
    }

    {
        value1 = 102;
        System.out.println("3");
    }

    public Person(){
        value1 = 103;
        System.out.println("4");
    }
}

public class Student extends Person{
    public static int value3 = 300;

    public int value5 = 500;

    static{
        value3 = 301;
        System.out.println("2");
    }

    {
        value3 = 302;
        System.out.println("5");
    }

    public Student(){
        value3 = 303;
        System.out.println("6");
    }
}

• 首先是類裝載，鏈接（驗證、準(zhǔn)備、解析）。

• 當(dāng)執(zhí)行類準(zhǔn)備過程中，會對類中的靜態(tài)變量分配內(nèi)存，并設(shè)置為初始值也就是“0值”。比如上述代碼中的value1，value3，會為他們分配內(nèi)存，并將其設(shè)置為0。但是注意，用final修飾靜態(tài)常量value2，會在這一步就設(shè)置好初始值102。

• 初始化階段，會執(zhí)行類構(gòu)造器<clinit>方法，其主要工作就是初始化類中靜態(tài)的（變量，代碼塊）。但是在當(dāng)前類的<clinit>方法執(zhí)行之前，會保證其父類的<clinit>方法已經(jīng)執(zhí)行完畢，所以一開始會執(zhí)行最上面的父類Object的<clinit>方法，這個例子中會先初始化父類Person，再初始化子類Student。

• 初始化中，靜態(tài)變量和靜態(tài)代碼塊順序是由語句在源文件中出現(xiàn)的順序所決定的，也就是誰寫在前面就先執(zhí)行誰。所以這里先執(zhí)行父類中的value1=100，value1 = 101，然后執(zhí)行子類中的value3 = 300，value3 = 301。

• 接著就是創(chuàng)建對象的過程，也就是類的實例化，當(dāng)對象被類創(chuàng)建時，虛擬機會分配內(nèi)存來存放對象自己的實例變量和父類繼承過來的實例變量，同時會為這些事例變量賦予默認值（0值）。

• 分配完內(nèi)存后，會初始化父類的普通成員變量（value4 = 400），和執(zhí)行父類的普通代碼塊（value1=102），順序由代碼順序決定。

• 執(zhí)行父類的構(gòu)造函數(shù)（value1 = 103）。

• 父類實例化完了，就實例化子類，初始化子類的普通成員變量（value5 = 500），執(zhí)行子類的普通代碼塊（value3 = 302），順序由代碼順序決定。

• 執(zhí)行子類的構(gòu)造函數(shù)（value3 = 303）。

所以上述例子打印的結(jié)果是：

123456

總結(jié)一下執(zhí)行流程就是：

1. 父類靜態(tài)變量和靜態(tài)代碼塊；

2. 子類靜態(tài)變量和靜態(tài)代碼塊；

3. 父類普通成員變量和普通代碼塊；

4. 父類的構(gòu)造函數(shù)；

5. 子類普通成員變量和普通代碼塊；

6. 子類的構(gòu)造函數(shù)。

最后，大家再結(jié)合流程圖好好梳理一下：

類初始化的觸發(fā)時機

在同一個類加載器下，一個類型只會被初始化一次，剛才說到new對象是類初始化的一個判斷時機，其實一共有六種能夠觸發(fā)類初始化的時機：

• 虛擬機啟動時，初始化包含 main 方法的主類；

• 遇到 new 等指令創(chuàng)建對象實例時，如果目標(biāo)對象類沒有被初始化則進行初始化操作；

• 當(dāng)遇到訪問靜態(tài)方法或者靜態(tài)字段的指令時，如果目標(biāo)對象類沒有被初始化則進行初始化操作；

• 子類的初始化過程如果發(fā)現(xiàn)其父類還沒有進行過初始化，則需要先觸發(fā)其父類的初始化；

• 使用反射 API 進行反射調(diào)用時，如果類沒有進行過初始化則需要先觸發(fā)其初始化；

• 第一次調(diào)用 java.lang.invoke.MethodHandle 實例時，需要初始化 MethodHandle 指向方法所在的類。

多線程進行類的初始化會出問題嗎

不會，<clinit>()方法是阻塞的，在多線程環(huán)境下，如果多個線程同時去初始化一個類，那么只會有一個線程去執(zhí)行這個類的<clinit>()，其他線程都會被阻塞。

類的實例化觸發(fā)時機

• 使用new關(guān)鍵字創(chuàng)建對象
• 使用Class類的newInstance方法，Constructor類的newInstance方法(反射機制)
• 使用Clone方法創(chuàng)建對象
• 使用(反)序列化機制創(chuàng)建對象

<clinit>()方法和<init>()方法區(qū)別。

• <clinit>()方法發(fā)生在類初始化階段，會執(zhí)行類中的靜態(tài)類變量的初始化和靜態(tài)代碼塊中的邏輯，執(zhí)行順序就是語句在源文件中出現(xiàn)的順序。

• <init>()方法發(fā)生在類實例化階段，是默認的構(gòu)造函數(shù)，會執(zhí)行普通成員變量的初始化和普通代碼塊的邏輯，執(zhí)行順序就是語句在源文件中出現(xiàn)的順序。

在類都沒有初始化完畢之前，能直接進行實例化相應(yīng)的對象嗎?

剛才都說了先初始化，再實例化，如果這個問題可以的話那不是打臉了嗎？

沒錯，要打臉了哈哈。

確實是先進行類的初始化，再進行類的實例化，但是如果我們在類的初始化階段就直接實例化對象呢？比如：

class Person {

    public static void main(String[] args) {
        staticFunction();
    }

    static Person person = new Person();

    static {
        System.out.println("1");
    }

    {
        System.out.println("2");
    }


    Person() {
        System.out.println("3");
        System.out.println("a=" + a + ",b=" + b);
    }

    public static void staticFunction() {
        System.out.println("4");
    }

    int a = 100;
    static int b = 200;

}

嘿嘿，這時候該怎么打印結(jié)果呢？

按照上面說過的邏輯，應(yīng)該是先靜態(tài)變量和靜態(tài)代碼塊，然后普通成員變量和普通代碼塊，最后是構(gòu)造函數(shù)。

但是因為靜態(tài)變量又執(zhí)行了一次new Person()，所以實例化過程被強行提前了，被嵌入到了初始化過程中，在初始化過程中就進行了實例化。而且因為初始化沒有結(jié)束就打印了a和b的值，所以static變量b的值就沒有賦值。
這段代碼的結(jié)果就變成了：

2
3
a=100,b=0
1
4

所以，實例化不一定要在類初始化結(jié)束之后才開始初始化，有可能在初始化過程中就進行了實例化。

另外可以思考下，怎么改就能保證打印的時候b有值呢？（修改代碼順序或者修改變量修飾符）

類的初始化過程與類的實例化過程的異同？

學(xué)了上面的內(nèi)容，這個問題就很簡單了：

• 類的初始化，是指在類裝載，鏈接之后的一個階段，會執(zhí)行<clinit>()方法，初始化靜態(tài)變量，執(zhí)行靜態(tài)代碼塊等。只會執(zhí)行一次。

• 類的實例化，是指在類完全加載到內(nèi)存中后創(chuàng)建對象的過程，會執(zhí)行<init>()方法，初始化普通變量，調(diào)用普通代碼塊?？梢员徽{(diào)用多次。

一個實例變量在對象初始化的過程中最多可以被賦值幾次？

那我們就試試舉例出最多的情況，其實也就是每個要經(jīng)過的地方都對實例變量進行一次賦值：

• 1、對象被創(chuàng)建時候，分配內(nèi)存會把實例變量賦予默認值，這是肯定會發(fā)生的。
• 2、實例變量本身初始化的時候，就給他賦值一次，也就是int value1=100。
• 3、初始化代碼塊的時候，也賦值一次。
• 4、構(gòu)造函數(shù)中，在進行賦值一次。

一共四次，看代碼：

public class Person3 {
    public int value1 = 100;

    {
        value1 = 102;
        System.out.println("2");
    }

    public Person3(){
        value1 = 103;
        System.out.println("3");
    }
}

參考

https://blog.csdn.net/justloveyou_/article/details/72466416
https://kaiwu.lagou.com/course/courseInfo.htm?courseId=67#/detail/pc?id=1860
https://www.jianshu.com/p/8a14ed0ed1e9

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