6.9 初始化和类装载

在许多传统语言里,程序都是作为启动过程的一部分一次性载入的。随后进行的是初始化,再是正式执行程序。在这些语言中,必须对初始化过程进行慎重的控制,保证static数据的初始化不会带来麻烦。比如在一个static数据获得初始化之前,就有另一个static数据希望它是一个有效值,那么在C++中就会造成问题。

Java则没有这样的问题,因为它采用了不同的装载方法。由于Java中的一切东西都是对象,所以许多活动变得更加简单,这个问题便是其中的一例。正如下一章会讲到的那样,每个对象的代码都存在于独立的文件中。除非真的需要代码,否则那个文件是不会载入的。通常,我们可认为除非那个类的一个对象构造完毕,否则代码不会真的载入。由于static方法存在一些细微的歧义,所以也能认为“类代码在首次使用的时候载入”。

首次使用的地方也是static初始化发生的地方。装载的时候,所有static对象和static代码块都会按照本来的顺序初始化(亦即它们在类定义代码里写入的顺序)。当然,static数据只会初始化一次。

6.9.1 继承初始化

我们有必要对整个初始化过程有所认识,其中包括继承,对这个过程中发生的事情有一个整体性的概念。请观察下述代码:

//: Beetle.java
// The full process of initialization.

class Insect {
  int i = 9;
  int j;
  Insect() {
    prt("i = " + i + ", j = " + j);
    j = 39;
  }
  static int x1 = 
    prt("static Insect.x1 initialized");
  static int prt(String s) {
    System.out.println(s);
    return 47;
  }
}

public class Beetle extends Insect {
  int k = prt("Beetle.k initialized");
  Beetle() {
    prt("k = " + k);
    prt("j = " + j);
  }
  static int x2 =
    prt("static Beetle.x2 initialized");
  static int prt(String s) {
    System.out.println(s);
    return 63;
  }
  public static void main(String[] args) {
    prt("Beetle constructor");
    Beetle b = new Beetle();
  }
} ///:~

该程序的输出如下:

static Insect.x initialized
static Beetle.x initialized
Beetle constructor
i = 9, j = 0
Beetle.k initialized
k = 63
j = 39

对Beetle运行Java时,发生的第一件事情是装载程序到外面找到那个类。在装载过程中,装载程序注意它有一个基础类(即extends关键字要表达的意思),所以随之将其载入。无论是否准备生成那个基础类的一个对象,这个过程都会发生(请试着将对象的创建代码当作注释标注出来,自己去证实)。

若基础类含有另一个基础类,则另一个基础类随即也会载入,以此类推。接下来,会在根基础类(此时是Insect)执行static初始化,再在下一个衍生类执行,以此类推。保证这个顺序是非常关键的,因为衍生类的初始化可能要依赖于对基础类成员的正确初始化。

此时,必要的类已全部装载完毕,所以能够创建对象。首先,这个对象中的所有基本数据类型都会设成它们的默认值,而将对象句柄设为null。随后会调用基础类构建器。在这种情况下,调用是自动进行的。但也完全可以用super来自行指定构建器调用(就象在Beetle()构建器中的第一个操作一样)。基础类的构建采用与衍生类构建器完全相同的处理过程。基础顺构建器完成以后,实例变量会按本来的顺序得以初始化。最后,执行构建器剩余的主体部分。

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