Java的初始化与清理
大家都知道,Java是站在巨人的肩上成功的,它是在C&C++的基础上进一步的开发,投入面向对象开发的怀抱。Java吸取了很多以前的教训,加入自己很多独创的方式。在程序语言发展初期,许多C程序员经常忘记初始化变量,在程序结束后也经常忘记对创建的数据类型进行释放内存,造成内存泄漏。这些"不安全"的编程方式当然需要程序员有良好的编程习惯,但如果编程语言能够加入自动清理与初始化的工作,这回大大降低开发成本。随着技术的发展,C++语言引入了构造器(constructor),即在创建对象自动调用的初识方法,Java语言采用这一方法,并加入垃圾回收器,负责自动回收用户创建的内存,进一步降低程序员的开发成本。
Java的初始化与构造器
创建Java的对象最普遍发的方法是使用new方法,如下所示。而创建对象必须使用构造器,构造器实际就是Java对象初始化的方法,用户可以在该方法中添加自定义初始化行为。
Object obj = new Object(); // 左侧为声明对象,右侧为实际创建一个对象
构造器它是一个隐含为静态的无返回值的方法,名称与类名相同,编译期会自动调用该方法。如果用户没有创建构造器,编译期会为你自动生成一个默认构造器。总之,构造器个数至少有一个。构造器可以有多个,它可以用户自己选择如何初始化对象,这里是使用重载(Overload)的方法。如下所示:
package com.thinkinjava.initialization; import static com.thinkinjava.util.Print.*; class Tree { int height; Tree() { print("Planting a seedling"); height = 0; } Tree(int initialHeight) { height = initialHeight; print("Creating new Tree that is " + height + " feet tall"); } void info() { print("Tree is " + height + " feet tall"); } void info(String s) { print(s + ": Tree is " + height + " feet tall"); } } public class Overloading { public static void main(String[] args) { for(int i = 0; i < 5; i++) { Tree t = new Tree(i); t.info(); t.info("overloaded method"); } // Overloaded constructor: new Tree(); } }
Java的初始化顺序
既然讲到Java初始化,那肯定要关注Java的初始化顺序,这涉及到一些继承的知识,首先看一个实例:
package com.thinkinjava.multiplex; import static com.thinkinjava.util.Print.print; /** * 初始化顺序 *
*/ // 形状 class Insect { private int i = 9; protected int j; private int k = priInit("Insect.k initialized"); Insect() { print("i = " + i + ",j = " + j); j = 39; } private static int x1 = priInit("static Insect.x1 initialized"); static int priInit(String s) { print(s); return 47; } } class InitOrder extends Insect { private int i = 10; private int k = priInit("InitOrder.k initialized"); public InitOrder() { print(" k = " + k); print(" j = " + j); } private static int x2 = priInit("static InitOrder.x2 initialized"); public static void main(String[] args) { print("InitOrder constructor"); InitOrder x = new InitOrder(); } } /*Output: static Insect.x1 initialized static InitOrder.x2 initialized InitOrder constructor Insect.k initialized i = 9,j = 0 InitOrder.k initialized k = 47 j = 39 */
如上所示,当运行该Java程序时,首先访问程序入口,即InitOrder.main()方法,于是类加载器加载InitOrder.class类文件,而对它的加载过程中,通过extends关键字可知该类有个父类,于是加载该父类,如果该父类还有它自身的父类,继续加载,然后执行最高一层类的static初始化,然后是其子类,依次执行,最后所有的类的已加载完成,开始执行main方法:在main方法中开始创建对象,对象被创建之后,虚拟机会为其分配内存,主要用来存放对象的实例变量及其从父类继承过来的实例变量(即使这些从父类继承过来的实例变量有可能被隐藏也会被分配空间)。在为这些实例变量分配内存的同时,这些实例变量也会被赋予默认值。在内存中创建对象后,开始调用父类的构造器,父类的构造器能够使用super调用或被编译期自动调用,父类在执行构造器语句之前,会对父类实例变量按照次序进行初始化。父类完成父类子对象的初始化后,子类开始的顺序执行,先实例变量初始化,然后执行构造器语句。最后整个对象构造完成。
Java的对象与清理
Java的显著优点就是Java有良好的垃圾清理机制,C++中创建对象,使用对象后,需要使用delete操作符删除对象,就会调用对应的析构函数。而Java中没有析构函数,Java的finalize()并不是类似C++的析构函数,Java的finalize()只是用来回收本地方法(c/c++)占用的内存(调用本地方法类似free)。通常意义上来讲,Java程序员只需创建对象,而不需我们自己去销毁对象,因为垃圾回收机制会帮我们回收对象,虽然不知道什么时候回收,是否会被回收。
然后可能会出现这种情况,类可能要在生命周期内执行一些必需的清理活动,这就需要程序员自己书写清理方法,在清理方法中必须注意清理顺序,即其顺序与初始化顺序相反,为防止出现异常,可以将清理动作放入finally中。如实例所示:
import static com.thinkinjava.util.Print.print; /** * 确保正确清理 * */ // 形状 class Shape { Shape(int i) { print("Shape constructor"); } // 处理 void dispose() { print("Shape dispose"); } } class Circle extends Shape { Circle(int i) { super(i); print("Circle constructor"); } void dispose() { print("Circle dispose"); super.dispose(); } } // 三角形 class Triangle extends Shape { Triangle(int i) { super(i); print("Triangle constructor"); } void dispose() { print("Triangle dispose"); super.dispose(); } } class Line extends Shape { private int start, end; Line(int start, int end) { super(start); this.start = start; this.end = end; print("Drawing Line: " + start + ", " + end); } void dispose() { // 擦除线条 print("Erasing Line: " + start + ", " + end); super.dispose(); } } public class CADSystem extends Shape { private Circle c; private Triangle t; private Line[] lines = new Line[3]; public CADSystem(int i) { super(i + 1); for (int j = 0; j < lines.length; j++) { lines[j] = new Line(j, j * j); } c = new Circle(1); t = new Triangle(1); print("Combined constructor"); } public void dispose() { print("CADSystem.dispose()"); // 清理的顺序与初始化顺序相反 t.dispose(); c.dispose(); for (int i = lines.length - 1; i >= 0; i--) { lines[i].dispose(); } super.dispose(); } public static void main(String[] args) { CADSystem x = new CADSystem(47); try { // 程序编码与异常处理 } finally { x.dispose(); } } }
/**
Output:
Shape constructor
Shape constructor
Drawing Line: 0, 0
Shape constructor
Drawing Line: 1, 1
Shape constructor
Drawing Line: 2, 4
Shape constructor
Circle constructor
Shape constructor
Triangle constructor
Combined constructor
CADSystem.dispose()
Triangle dispose
Shape dispose
Circle dispose
Shape dispose
Erasing Line: 2, 4
Shape dispose
Erasing Line: 1, 1
Shape dispose
Erasing Line: 0, 0
Shape dispose
Shape dispose*/