详解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 initializedstatic InitOrder.x2 initializedInitOrder constructorInsect.k initializedi = 9,j = 0InitOrder.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 constructorShape constructorDrawing Line: 0, 0Shape constructorDrawing Line: 1, 1Shape constructorDrawing Line: 2, 4Shape constructorCircle constructorShape constructorTriangle constructorCombined constructorCADSystem.dispose()Triangle disposeShape disposeCircle disposeShape disposeErasing Line: 2, 4Shape disposeErasing Line: 1, 1Shape disposeErasing Line: 0, 0Shape disposeShape dispose*/

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