壹章來介紹Java初始化。但在大量有代碼實例後面,感覺上仍然沒有真正深入到初始化的本質。
本文以作者對JVM的理解和自己的經驗,對Java的初始化做壹個比深入的說明,由於作者有水平限制,
以及JDK各實現版本的變化,可能仍然有不少錯誤和缺點。歡迎行家高手賜教。
要深入了解Java初始化,我們無法知道從程序流程上知道JVM是按什麽順序來執行的。了解JVM的執行
機制和堆棧跟蹤是有效的手段。可惜的是,到目前為止。JDK1。4和JDK1。5在javap功能上卻仍然存在
著BUG。所以有些過程我無法用實際的結果向妳證明兩種相反的情況(但我可以證明那確實是壹個BUG)
<>(第三版)在第四章壹開始的時候,這樣來描述Java的初始化工作:
以下譯文原文:
可以這樣認為,每個類都有壹個名為Initialize()的方法,這個名字就暗示了它得在使用之前調用,不幸
的是,這麽做的話,用戶就得記住要調用這個方法,java類庫的設計者們可以通過壹種被稱為構造函數的
特殊方法,來保證每個對象都能得到被始化.如果類有構造函數,那麽java就會在對象剛剛創建,用戶還來
不及得到的時候,自動調用那個構造函數,這樣初始化就有保障了。
我不知道原作者的描述和譯者的理解之間有多大的差異,結合全章,我沒有發現兩個最關鍵的字""
和""。至少說明原作者和譯者並沒有真正說明JVM在初始化時做了什麽,或者說並不了解JVM的初始化
內幕,要不然明明有這兩個方法,卻為什麽要認為有壹個事實上並不存在的"Initialize()"方法呢?
""和""方法在哪裏?
這兩個方法是實際存在而妳又找不到的方法,也許正是這樣才使得壹些大師都犯暈。加上jdk實現上的壹
些BUG,如果沒有深入了解,真的讓人摸不著北。
現在科學體系有壹個奇怪的現象,那麽龐大的體系最初都是建立在壹個假設的基礎是,假設1是正確的,
由此推導出2,再繼續推導出10000000000。可惜的是太多的人根本不在乎2-100000000000這樣的體系都
是建立在假設1是正確的基礎上的。我並不會用“可以這樣認為”這樣的假設,我要確實證明""
和""方法是真真實實的存在的:
packagedebug;
publicclassMyTest{
staticinti=100/0;
publicstaticvoidmain(String[]args){
Ssytem.out.println("Hello,World!");
}
}
執行壹下看看,這是jdk1.5的輸出:
java.lang.ExceptionInInitializerError
Causedby:java.lang.ArithmeticException:/byzero
atdebug.MyTest.(Test.java:3)
Exceptioninthread"main"
請註意,和其它方法調用時產生的異常壹樣,異常被定位於debug.MyTest的.
再來看:
packagedebug;
publicclassTest{
Test(){
inti=100/0;
}
publicstaticvoidmain(String[]args){
newTest();
}
}
jdk1.5輸入:
Exceptioninthread"main"java.lang.ArithmeticException:/byzero
atdebug.Test.(Test.java:4)
atdebug.Test.main(Test.java:7)
JVM並沒有把異常定位在Test()構造方法中,而是在debug.Test.。
當我們看到了這兩個方法以後,我們再來詳細討論這兩個“內置初始化方法”(我並不喜歡生造壹些
非標準的術語,但我確實不知道如何規範地稱呼他們)。
內置初始化方法是JVM在內部專門用於初始化的特有方法,而不是提供給程序員調用的方法,事實上
“<>”這樣的語法在源程序中妳連編譯都無法通過。這就說明,初始化是由JVM控制而不是讓程序員
來控制的。
類初始化方法:
我沒有從任何地方了解到的cl是不是class的簡寫,但這個方法確實是用來對“類”進行初
始化的。換句話說它是用來初始化static上下文的。
在類裝載(load)時,JVM會調用內置的方法對類成員和靜態初始化塊進行初始化調用。它們
的順序按照源文件的原文順序。
我們稍微增加兩行static語句:
packagedebug;
publicclassTest{
staticintx=0;
staticStrings="123";
static{
Strings1="456";
if(1==1)
thrownewRuntimeException();
}
publicstaticvoidmain(String[]args){
newTest();
}
}
然後進行反編譯:
javap-cdebug.Test
Compiledfrom"Test.java"
publicclassdebug.Testextendsjava.lang.Object{
staticintx;
staticjava.lang.Strings;
publicdebug.Test();
Code:
0:aload_0
1:invokespecial#1;//Methodjava/lang/Object."":()V
4:return
publicstaticvoidmain(java.lang.String[]);
Code:
0:new#2;//classdebug/Test
3:dup
4:invokespecial#3;//Method"":()V
7:pop
8:return
static{};
Code:
0:iconst_0
1:putstatic#4;//Fieldx:I
4:ldc#5;//String123
6:putstatic#6;//Fields:Ljava/lang/String;
9:ldc#7;//String456
11:astore_0
12:new#8;//classjava/lang/RuntimeException
15:dup
16:invokespecial#9;//Methodjava/lang/RuntimeException."":()V
19:athrow
}
這裏,我們不得不說,JDK在javap功能上的實現有壹個BUG。static段的16標號,那裏標識了異常
的位置發生在""方法中,而實際上這段程序運行時的輸出卻是:
java.lang.ExceptionInInitializerError
Causedby:java.lang.RuntimeException
atdebug.Test.(Test.java:8)
Exceptioninthread"main"
但我們總可以明白,類初始化正是按照源文件中定義的原文順序進行。先是聲明
staticintx;
staticjava.lang.Strings;
然後對intx和Strings進行賦值:
0:iconst_0
1:putstatic#4;//Fieldx:I
4:ldc#5;//String123
6:putstatic#6;//Fields:Ljava/lang/String;
執行初始化塊的Strings1="456";生成壹個RuntimeException拋
9:ldc#7;//String456
11:astore_0
12:new#8;//classjava/lang/RuntimeException
15:dup
16:invokespecial#9;//Methodjava/lang/RuntimeException."":()V
19:athrow
要明白的是,""方法不僅是類初始化方法,而且也是接口初始化方法。並不是所以接口
的屬性都是內聯的,只有直接賦常量值的接口常量才會內聯。而
[publicstaticfinal]doubled=Math.random()*100;
這樣的表達式是需要計算的,在接口中就要由""方法來初始化。
下面我們再來看看實例初始化方法""
""用於對象創建時對對象進行初始化,當在HEAP中創建對象時,壹旦在HEAP分配了空間。最
先就會調用""方法。這個方法包括實例變量的賦值(聲明不在其中)和初始化塊,以及構造
方法調用。如果有多個重載的構造方法,每個構造方法都會有壹個對應的""方法。
同樣,實例變量和初始化塊的順序也是按源文件的原文順序執行,構造方法中的代碼在最後執行:
packagedebug;
publicclassTest{
intx=0;
Strings="123";
{
Strings1="456";
//if(1==1)
//thrownewRuntimeException();
}
publicTest(){
Stringss="789";
}
publicstaticvoidmain(String[]args){
newTest();
}
}
javap-cdebug.Test的結果:
Compiledfrom"Test.java"
publicclassdebug.Testextendsjava.lang.Object{
intx;
java.lang.Strings;
publicdebug.Test();
Code:
0:aload_0
1:invokespecial#1;//Methodjava/lang/Object."":()V
4:aload_0
5:iconst_0
6:putfield#2;//Fieldx:I
9:aload_0
10:ldc#3;//String123
12:putfield#4;//Fields:Ljava/lang/String;
15:ldc#5;//String456
17:astore_1
18:ldc#6;//String789
20:astore_1
21:return
publicstaticvoidmain(java.lang.String[]);
Code:
0:new#7;//classdebug/Test
3:dup
4:invokespecial#8;//Method"":()V
7:pop
8:return
}
如果在同壹個類中,壹個構造方法調用了另壹個構造方法,那麽對應的""方法就會調用另壹
個"",但是實例變量和初始化塊會被忽略,否則它們就會被多次執行。
packagedebug;
publicclassTest{
Strings1=rt("s1");
Strings2="s2";
publicTest(){
s1="s1";
}
publicTest(Strings){
this();
if(1==1)thrownewRuntime();
}
Stringrt(Strings){
returns;
}
publicstaticvoidmain(String[]args){
newTest("");
}
}
反編譯的結果:
Compiledfrom"Test.java"
publicclassdebug.Testextendsjava.lang.Object{
java.lang.Strings1;
java.lang.Strings2;
publicdebug.Test();
Code:
0:aload_0
1:invokespecial#1;//Methodjava/lang/Object."":()V
4:aload_0
5:aload_0
6:ldc#2;//Strings1
8:invokevirtual#3;//Methodrt:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;
11:putfield#4;//Fields1:Ljava/lang/String;
14:aload_0
15:ldc#5;//Strings2
17:putfield#6;//Fields2:Ljava/lang/String;
20:aload_0
21:ldc#2;//Strings1
23:putfield#4;//Fields1:Ljava/lang/String;
26:return
publicdebug.Test(java.lang.String);
Code:
0:aload_0
1:invokespecial#7;//Method"":()V
4:new#8;//classjava/lang/RuntimeException
7:dup
8:invokespecial#9;//Methodjava/lang/RuntimeException."":()V
11:athrow
java.lang.Stringrt(java.lang.String);
Code:
0:aload_1
1:areturn
publicstaticvoidmain(java.lang.String[]);
Code:
0:new#10;//classdebug/Test
3:dup
4:ldc#11;//String
6:invokespecial#12;//Method"":(Ljava/lang/String;)V
9:pop
10:return
}
我們再壹次看到了javap實現的bug,雖然有壹個"":(Ljava/lang/String;)V簽名可以說明
每個構造方法對應壹個不同,但Runtime異常仍然被定位到了""()V的方法中:
invokespecial#8;//Methodjava/lang/RuntimeException."":()V,而在main方法中的
調用卻明明是"":(Ljava/lang/String;)V.
但是我們看到,由於Test(Strings)調用了Test();所以"":(Ljava/lang/String;)V不再對
實例變量和初始化塊進次初始化:
publicdebug.Test(java.lang.String);
Code:
0:aload_0
1:invokespecial#7;//Method"":()V
4:new#8;//classjava/lang/RuntimeException
7:dup
8:invokespecial#9;//Methodjava/lang/RuntimeException."":()V
11:athrow
而如果兩個構造方法是相互獨立的,則每個構造方法調用前都會執行實例變量和初始化塊的調用:
packagedebug;
publicclassTest{
Strings1=rt("s1");
Strings2="s2";
{
Strings3="s3";
}
publicTest(){
s1="s1";
}
publicTest(Strings){
if(1==1)
thrownewRuntimeException();
}
Stringrt(Strings){
returns;
}
publicstaticvoidmain(String[]args){
newTest("");
}
}
反編譯的結果:
Compiledfrom"Test.java"
publicclassdebug.Testextendsjava.lang.Object{
java.lang.Strings1;
java.lang.Strings2;
publicdebug.Test();
Code:
0:aload_0
1:invokespecial#1;//Methodjava/lang/Object."":()V
4:aload_0
5:aload_0
6:ldc#2;//Strings1
8:invokevirtual#3;//Methodrt:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;
11:putfield#4;//Fields1:Ljava/lang/String;
14:aload_0
15:ldc#5;//Strings2
17:putfield#6;//Fields2:Ljava/lang/String;
20:ldc#7;//Strings3
22:astore_1
23:aload_0
24:ldc#2;//Strings1
26:putfield#4;//Fields1:Ljava/lang/String;
29:return
publicdebug.Test(java.lang.String);
Code:
0:aload_0
1:invokespecial#1;//Methodjava/lang/Object."":()V
4:aload_0
5:aload_0
6:ldc#2;//Strings1
8:invokevirtual#3;//Methodrt:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;
11:putfield#4;//Fields1:Ljava/lang/String;
14:aload_0
15:ldc#5;//Strings2
17:putfield#6;//Fields2:Ljava/lang/String;
20:ldc#7;//Strings3
22:astore_2
23:new#8;//classjava/lang/RuntimeException
26:dup
27:invokespecial#9;//Methodjava/lang/RuntimeException."":()V
30:athrow
java.lang.Stringrt(java.lang.String);
Code:
0:aload_1
1:areturn
publicstaticvoidmain(java.lang.String[]);
Code:
0:new#10;//classdebug/Test
3:dup
4:ldc#11;//String
6:invokespecial#12;//Method"":(Ljava/lang/String;)V
9:pop
10:return
}