深入分析Java对象的建构顺序

对于下面的代码，许多有经验的程序员都没能给出正确的答案。如果你能只看代码给出的答案和文章末尾出给出大答案一致，那么你已经掌握了Java对象的建构顺序，中间的分析可以不用看了。

/**
 * 父类Foo,实现控制台输出
 *
 * @author youngto
 * @since 2013-01-25
 */
class Foo {

    private int index = 100;
    
    //静态代码块
    static {        
        System.out.println("Foo static");
    }
    
    //初始化代码块
    {        
        System.out.println("Foo initialization");
    }
    
    public Foo() {
        System.out.println("Foo constructor");
        System.out.println(printIndex());
    }
    
    protected int printIndex() {
        return index;
    }
    
}

/**
 * 子类Bar,实现控制台输出
 *
 * @author youngto
 * @since 2013-01-25
 */
public class Bar extends Foo{
    
    private int index = 100;
    static Bar bar = new Bar();
    
    //静态代码块
    static{
        System.out.println("Bar static");
    }
    
    //初始化代码块
    {
        System.out.println("Bar initialization");
    }
    
    public Bar() {
       System.out.println("Bar constructor");
       System.out.println(printIndex());
    }
    
    @Override
    protected int printIndex() {
        System.out.println(bar);
        return index;
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        Foo foo = new Bar();
        System.out.println(foo.printIndex());
        foo = new Bar();
    }

}

 

 在对象建构过程中。为确保其正确性，以下事件一定会以固定顺序发生：

a、从heap之中分配内存，用以存放全部的 instance 变量以及这个对象连同其 superclasses的实现专属数据(implementation-specific data)。所谓「实现专属数据」包括指向“class and method data的指针。

b、 对象的Instance变量被初始化为其相应的缺省值。

c、调用most derived class（最深层派生类）的构造函数(constructor)(注：事实上，构造函数被.class文件中的一个initialization method（初始化函数）替换了。Initialization method是名为<init>的特殊函数，由Java编译器安放在.class文件里。其中包含[构造函数代码]、[instance变量之初始化代码]，以及[调用superclass Initialization method]之代码。)。构造函致做的第一件事就是调用superclass的构造函数。这个程序一直反复持续到 java.lang.object构适函数被调用为止。一定要记住，java.lang.object是一切java对象的base class。

d、所有对象的静态代码块或静态字段先获得执行，优先级从父类开始。

e、在构造函数本体执行之前，所有 instance 变量的初值设定式(initializers)和初始化区(initialization blocks)先获得执行，然后才执行构造函数本体。于是base class的构造函数最先执行，most derived class的构造函数最后执行。这使得任何class的构造函数都能放心大胆地使用其任何superclass 的instance 变量。

代码分析：

1、根据a:从heap分配内存，用来存放Bar的instance变量（index和bar）、Foo的instance变量（index），和一份「实现专属数据」。

2、根据b:instance变量被初始化为其相应缺省值，Bar的index被赋值为0，bar被赋值为null,Foo的index被赋值为0。

3、根据c:在代码65行准备创建Bar的一个对象，调用Bar的构造函数立即调用其superclass Foo的构造函数，Foo构造函数立即调用其superclass java.lang.Object的构造函数。

4、根据d:java.lang.Object构造函数返回后，在Foo对象中执行静态代码块输出Foo static，Foo静态代码块执行完，执行Bar静态代码此时代码执行到41行，准备创建Bar的第二个对象，针对这个对象，又从步骤1开始重复全部过程。

5、将要创建第二个Bar对象代码再次执行到Foo对象，由于静态对象只初始化一次，所以不会再次执行Foo的静态代码块，直接先执行初始化代码块输出Foo initialization，再执行Foo构造函数本体，根据e:Foo的index被赋值为100(这是来迷惑你的)，输出Foo constructor；在Foo的构造函数中调用了printIndex函数，由于printIndex函数已经被子类Bar重写所以此时调用的是Bar中的printIndex函数，根据e：此时代码还未执行到Bar的构造函数本体，所以此时printIndex函数输出缺省值bar=null，返回Bar的index缺省值0，因此这一步输出null,0，Foo构造函数完成，返回。

6、继续构建第二个Bar对象，执行Bar的初始化代码块，输出Bar initialization，再执行构造函数，输出Bar constructor。此时Bar的index赋值100，Bar的bar对象还正在构建中所以为null，输出null，100，Bar构造函数完成。

7、Object reference bar指向heap之中最后创建完成的Bar对象，此时在第一个Bar的对象创建过程中而创建的第二Bar对象创建完成。

8、继续第一个Bar对象的创建、执行Bar的静态代码块，输出Bar static。

9、从4-8步静态代码执行完成，继续执行Foo的初始化代码块输出Foo initialization，再执行Foo的构造函数本体输出Foo constructor。在Foo的构造函数中调用了printIndex函数，由于printIndex函数已经被子类Bar重写所以此时调用的是Bar中的printIndex函数，由于在构建第二个Bar对象时已经为静态字段bar赋值，所以静态变量bar此时有值，但实例变量index还是为缺省值0，输出Bar@4633c1aa和0，Foo构造函数完成，返回。

10、执行Bar的初始化代码块输出：Bar initialization，再执行Bar的构造函数输出Bar constructor，Bar@4633c1aa和100，Bar构造函数完成。

11、Object reference bar指向heap之中最后创建完成的Bar对象，此时第一个Bar的对象创建完成。

12、66行调用bar对象函数输出Bar@4633c1aa和100.

13、67行此时给bar引用从新赋值，又从步骤一重复全部过程，由于静态只实例化一次所以输出为：Foo initialization、Foo constructor、Bar@4633c1aa、0、Bar initialization、Bar constructor、Bar@4633c1aa、100

输出结果为：

//代码在65行建构第一个Bar对象
Foo static
//代码执行到41行建构第二个Bar对象
Foo initialization
Foo constructor
null
0
Bar initialization
Bar constructor
null
100
//代码执行到56行第二个Bar对象建构完，继续建构第一个Bar对象
Bar static
Foo initialization
Foo constructor
Bar@4633c1aa
0
Bar initialization
Bar constructor
Bar@4633c1aa
100
//66行调用第一个Bar对象的函数输出结果
Bar@4633c1aa
100
//67行此时第一个Bar对象执行完，给第一个Bar引用从新建构对象
Foo initialization
Foo constructor
Bar@4633c1aa
0
Bar initialization
Bar constructor
Bar@4633c1aa
100

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