Java语法专题2: 类变量的初始化顺序

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问题

这也是Java面试中出镜率很高的基础概念问题

• 描述一下多级继承中字段初始化顺序
• 描述一下多级继承中类变量初始化顺序
• 写出运行以下代码时的控制台输出

public class Base {
    public static int v1 = method(1);
    private static int v2 = method(2);
    private int v3;
    private int v4 = method(3);
    public Base() {
        v3 = method(4);
    }
    public static int method(int i) {
        System.out.println(i);
        return i;
    }
    public static void main(String args[]) {
        method(5);
        Base b2 = new Base();
    }
}

分析

正确回答这些问题, 需要对以下的概念有了解:

1. static关键字, 静态变量和静态方法
2. 静态变量和普通成员变量初始化的区别
3. 类初始化中父类和子类变量的初始化顺序

以下通过具体场景说明

场景一: 单个类的初始化顺序

先看单个类的初始化顺序, 静态和普通变量都根据public和private区分, 交替声明.

Base.java

public class Base {
    public static int pub_s = method(1);
    private static int pri_s = method(2);
    public static int pub_s2 = method(3);
    private static int pri_s2 = method(4);
    private int pri1;
    private int pri2 = method(5);
    private int pri3;
    private int pri4 = method(6);
    public Base() {
        pri1 = method(7);
        pri3 = method(8);
    }
    public static int method(int i) {
        System.out.println(i);
        return i;
    }
    public static void main(String args[]) {
        method(0);
        Base b2 = new Base();
    }
}

输出结果为

1
2
3
4
0
5
6
7
8

可以得到以下信息

1. 静态成员变量初始化最早
   • 与实例初始化无关, 在载入类时完成初始化
   • 初始化顺序与代码顺序一致, 与public还是private无关
2. 静态成员变量初始化在执行main()函数之前完成, 因为在执行main()函数前, 静态成员初始化就伴随类的载入完成了
3. 普通成员变量初始化在执行构造函数之前

场景二: 带继承关系的类初始化顺序

保持Base.java不变, 增加Sub.java作为子类

Sub.java

public class Sub extends Base {
    public static int sub_pub_s = method(11);
    private static int sub_pri_s = method(12);
    public static int sub_pub_s2 = method(13);
    private static int sub_pri_s2 = method(14);
    private int sub_pri1;
    private int sub_pri2 = method(15);
    private int sub_pri3;
    private int sub_pri4 = method(16);
    public Sub() {
        sub_pri1 = method(17);
        sub_pri3 = method(18);
    }
    public static void main(String args[]) {
        method(10);
        Sub b2 = new Sub();
    }
}

运行Sub.java, 输出结果为

1
2
3
4
11
12
13
14
10
5
6
7
8
15
16
17
18

可以得到以下信息

1. 在任何情况下, 静态成员变量都会最先初始化
2. 在存在继承关系的类中, 父类的静态成员变量先初始化, 然后是子类的静态成员变量
3. 所有静态成员变量初始化之后, 才开始main函数的执行
4. 在类实例初始化过程中, 先初始化父类, 再初始化子类, 每一层都是先成员变量, 然后执行构造函数, 所以顺序就是: 父类成员变量, 父类构造函数, 子类成员变量, 最后是子类构造函数

总结

类的构造顺序为

1. 父类静态成员变量, 其顺序与代码顺序一致, 与public还是private无关
2. 子类静态成员变量, 其顺序与代码顺序一致, 与public还是private无关
3. 如果执行类的静态函数(包括main函数), 这个时间点就会开始执行函数
4. 如果创建了类的实例, 注意这个前提, 下面就会开始普通成员变量的初始化
5. 父类的普通成员变量
6. 父类的构造函数
7. 子类的普通成员变量
8. 子类的构造函数