JAVA 成员初始化顺序和内存分配过程

灰太狼 2022-06-15 05:39 353阅读 0赞

# 成员初始化顺序 #

属性、方法、构造方法和自由块都是类中的成员，在创建类的对象时，类中各成员的执行顺序：

1.  父类静态成员和静态初始化快，按在代码中出现的顺序依次执行。
2.  子类静态成员和静态初始化块，按在代码中出现的顺序依次执行。
3.  父类的实例成员和实例初始化块，按在代码中出现的顺序依次执行
4.  执行父类的构造方法。
5.  子类实例成员和实例初始化块，按在代码中出现的顺序依次执行。
6.  执行子类的构造方法。

最后，生成对象由main线程调用

**父静态->子静态->父变量->父初始化区->父构造–>子变量->子初始化区->子构造**

## new ClassName()； ##

创建 ClassName类的一个实例时：

1.  解释器截取new这个关键字时，就会为ClassName量身定做一个内存空间，这个时候也就是为该类中的所有成员变量分配内存空间之时
2.  然后按照前面的顺序进行初始化，所有引用类型将其制成null 基本数据类型为0；
3.  之后解释器会继续解释执行到 ClassName();这句话，也就是该类的构造器，调用指定的类的构造方法（根据用户的需求初始化对象）。
4.  然而这里面有一种成员变量并不完全在此过程中被初始化，此成员变量为静态成员变量，它是在当类静态属性或方法第一次被调用或者该类第一次被创建对象时被初始化。

## 父子类的创建和初始化过程 ##

当我们试图去创建一个子类时，java解释器发现该类继承了其他类，所以就会先去创建其父类，切记**这个时候并没有为子类分配任何的内存空间**而是直接越过自己的创建过程去创建父类，如果检查到父类也继承了其他类，java解释器就会依此类推继续创建父类的父类。直到最后一个根父类

被分配内存后才会创建子类。而构造方法的调用则是从子类开始的，但是在子类的构造方法中必须去调用父类的构造方法，经常性的我们没有看到  
在子类的构造方法中显示的调用父类的构造方法，那是因为解释器隐式的调用了父类默认的无参构造方法，然而当我们通过重载机制将父类的默认  
构造方法覆盖时，那么在子类中就必须显示的调用父类的构造方法

# Java内存管理 #

## 1. 内存分配策略 ##

按照编译原理的观点，程序运行时的内存分配有三种策略，分别是**静态**的,**栈式**的,和**堆式**的。

### 静态存储分配 ###

是指在**编译**时就能确定每个数据目标在运行时刻的存储空间需求，因而在编译时就可以给他们分配固定的内存空间。

这种分配策略要求程序代码中

1.  **不允许有可变数据结构**(比如可变数组)的存在
2.  也不允许有**嵌套**或者**递归**的结构出现

因为它们都会导致编译程序无法计算准确的存储空间需求。

### 栈式存储分配 ###

也可称为**动态存储分配**，是由一个类似于堆栈的运行栈来实现的。和静态存储分配相反，在栈式存储方案中，程序对数据区的需求**在编译时是完全未知**的，只有到运行的时候才能够知道，但是规定在运行中进入一个程序模块时，必须知道该程序模块所需的数据区大小才能够为其分配内存。和我们在数据结构所熟知的栈一样，栈式存储分配按照**先进后出**的原则进行分配。

静态存储分配要求在**编译**时能知道所有变量的存储要求，栈式存储分配要求在**过程的入口处**必须知道所有的存储要求，而堆式存储分配则专门负责在**编译时或运行时模块入口处都无法确定**存储要求的数据结构的内存分配，比如可变长度串和对象实例。堆由大片的可利用块或空闲块组成，堆中的内存可以按照任意顺序分配和释放。

## 2. JVM中的堆和栈 ##

JVM是基于**堆栈**的虚拟机。JVM为每个新创建的线程都分配一个堆栈，也就是说，对于一个Java程序来说，它的运行就是通过对堆栈的操作来完成的。堆栈以**帧**为单位保存线程的状态。JVM对堆栈只进行两种操作:以帧为单位的压栈和出栈操作。

java把内存分两种：一种是栈内存，另一种是堆内存

栈(stack)与堆(heap)都是Java用来在Ram中存放数据的地方。与C++不同，Java自动管理栈和堆，程序员不能直接地设置栈或堆。  
栈(stack)：是一个先进后出的数据结构,通常用于保存**方法(函数)中的参数**，**局部变量**。

堆(heap)：是一个**可动态申请**的内存空间(其记录空闲内存空间的链表由操作系统维护)，是一个**运行时数据区**，C中的malloc语句所产生的内存空间就在堆中。

## 3. 堆和栈优缺点比较 ##

栈的优势是，存取速度比堆要快，仅次于直接位于CPU中的寄存器。但缺点是，存在栈中的数据大小与生存期必须是确定的，缺乏灵活性。另外，栈数据可以共享

堆的优势是可以动态地分配内存大小，生存期也不必事先告诉编译器，Java的垃圾收集器会自动收走这些不再使用的数据。但缺点是，由于要在运行时动态分配内存，存取速度较慢。

## 4. Java中的数据类型有两种 ##

### 一种是基本类型 ###

共有8种，即int, short, long, byte, float, double, boolean, char(注意，并没有string的基本类型)。

这种类型的定义是通过诸如int a = 3; long b = 255L;的形式来定义的，称为**自动变量**。

值得注意的是，自动变量存的是**字面值**，不是类的实例，即不是类的引用，这里并没有类的存在。如int a = 3; 这里的a是一个指向int类型的引用，指向3这个字面值。这些字面值的数据，由于大小可知，生存期可知(这些字面值固定定义在某个程序块里面，程序块退出后，字段值就消失了)，出于追求速度的原因，就存在于栈中。

另外，栈有一个很重要的特殊性，就是存在栈中的数据可以共享。假设我们同时定义：

int a = 3; 
      int b = 3；

编译器先处理int a = 3；首先它会在栈中创建一个变量为a的引用，然后查找有没有字面值为3的地址，没找到，就开辟一个存放3这个字面值的地址，然后将a指向3的地址。接着处理int b = 3；在创建完b的引用变量后，由于在栈中已经有3这个字面值，便将b直接指向3的地址。这样，就出现了a与b同时**均指向3**的情况。

特别注意的是，这种字面值的引用与类对象的引用不同。假定两个类对象的引用同时指向一个对象，如果一个对象引用变量修改了这个对象的内部状态，那么另一个对象引用变量也即刻反映出这个变化。相反，通过字面值的引用来修改其值，不会导致另一个指向此字面值的引用的值也跟着改变的情况。如上例，我们定义完a与b的值后，再令a=4；那么，b不会等于4，还是等于3。在编译器内部，遇到a=4；时，它就会重新搜索栈中是否有4的字面值，如果没有，重新开辟地址存放4的值；如果已经有了，则直接将a指向这个地址。因此a值的改变不会影响到b的值。

### 另一种是包装类数据 ###

如Integer, String, Double等将相应的基本数据类型包装起来的类。这些类数据全部存在于堆中，Java用new()语句来显示地告诉编译器，在运行时才根据需要动态创建，因此比较灵活，但缺点是要占用更多的时间。

String是一个特殊的包装类数据。即可以用String str = new String(“abc”);的形式来创建，也可以用String str = “abc”；的形式来创建(作为对比，在JDK 5.0之前，你从未见过Integer i = 3;的表达式，因为类与字面值是不能通用的，除了String。而在JDK 5.0中，这种表达式是可以的！因为编译器在后台进行Integer i = new Integer(3)的转换)。前者是规范的类的创建过程，即在Java中，一切都是对象，而对象是类的实例，全部通过new()的形式来创建。Java中的有些类，如DateFormat类，可以通过该类的getInstance()方法来返回一个新创建的类，似乎违反了此原则。其实不然。该类运用了单例模式来返回类的实例，只不过这个实例是在该类内部通过new()来创建的，而getInstance()向外部隐藏了此细节。那为什么在String str = “abc”；中，并没有通过new()来创建实例，是不是违反了上述原则？其实没有。

## 5．String在内存中的存放 ##

String是一个特殊的包装类数据，可以用用以下两种方式创建：

String str = new String("abc");

第一种创建方式是用new()来新建对象的，它会存放于**堆**中。每调用一次就会创建一个新的对象。

String str = "abc";

第二种创建方式先在栈中创建一个对String类的对象引用变量str，然后在栈中查找有没有存放值为”abc”的地址，如果没有，则开辟一个存放字面值为”abc”的地址，接着创建一个新的String类的对象o，并将o的字符串值指向这个地址，而且在栈中这个地址旁边记下这个引用的对象o。如果已经有了值为”abc”的地址，则查找对象o，并返回o的地址,最后将str指向对象o的地址。

值得注意的是，一般String类中字符串值都是直接存值的。但像String str = “abc”；这种场合下，其字符串值却是保存了一个指向存在栈中数据的引用！

## 6.数组在内存中的存放 ##

int x\[\] 或者int \[\]x 时，在内存栈空间中创建一个数组引用，通过该数组名来引用数组。  
x = new int\[5\] 将在**堆**内存中分配5个保存int型数据的空间，堆内存的首地址放到栈内存中，每个数组元素被初始化为0。

## 7.static变量在内存中的存放 ##

用 static的修饰的变量和方法，实际上是指定了这些变量和方法在内存中的“固定位置”－**static storage**。既然要有“固定位置”那么他们的 “大小”似乎就是固定的了，有了固定位置和固定大小的特征了，在栈中或堆中开辟空间那就是非常的方便了。如果静态的变量或方法在不出其作用域的情况下，其引用句柄是不会发生改变的。

## 8. java中变量在内存中的分配 ##

### 1、类变量（static修饰的变量） ###

在程序加载时系统就为它在堆中开辟了内存，堆中的内存地址存放于栈以便于高速访问。静态变量的生命周期一直持续到整个”系统”关闭

### 2、实例变量 ###

当你使用java关键字new的时候，系统在堆中开辟并不一定是连续的空间分配给变量（比如说类实例），然后根据零散的堆内存地址，通过哈希算法换算为一长串数字以表征这个变量在堆中的”物理位置”。 实例变量的生命周期–当实例变量的引用丢失后，将被GC（垃圾回收器）列入可回收“名单”中，但并不是马上就释放堆中内存

### 3、局部变量 ###

局部变量，由声明在某方法，或某代码段里（比如for循环），执行到它的时候在栈中开辟内存，当局部变量一但脱离作用域，内存立即释放

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