相信有不少同學(xué)遇到過(guò)這類問(wèn)題，可能查過(guò)資料之后接著就忘了，再次遇到還是答不對(duì)。接下來(lái)通過(guò)4個(gè)步驟，帶大家拆解一下這段代碼的執(zhí)行順序，并借此總結(jié)規(guī)律。

開篇一道題，考察代碼執(zhí)行順序：

public class Parent {     static {         System.out.println("Parent static initial block");     }      {         System.out.println("Parent initial block");     }      public Parent() {         System.out.println("Parent constructor block");      } }  public class Child extends Parent {     static {         System.out.println("Child static initial block");     }      {         System.out.println("Child initial block");     }          private Hobby hobby = new Hobby();      public Child() {         System.out.println("Child constructor block");     } }  public class Hobby {     static{         System.out.println("Hobby static initial block");     }      public Hobby() {         System.out.println("hobby constructor block");     } }

當(dāng)執(zhí)行new Child()時(shí)，上述代碼輸出什么？

相信有不少同學(xué)遇到過(guò)這類問(wèn)題，可能查過(guò)資料之后接著就忘了，再次遇到還是答不對(duì)。接下來(lái)課代表通過(guò)4個(gè)步驟，帶大家拆解一下這段代碼的執(zhí)行順序，并借此總結(jié)規(guī)律。

1.編譯器優(yōu)化了啥？

下面兩段代碼對(duì)比一下編譯前后的變化：

編譯前的Child.java

public class Child extends Parent {     static {         System.out.println("Child static initial block");     }     {         System.out.println("Child initial block");     }          private Hobby hobby = new Hobby();          public Child() {         System.out.println("Child constructor block");     } }

編譯后的Child.class

public class Child extends Parent {     private Hobby hobby;      public Child() {         System.out.println("Child initial block");         this.hobby = new Hobby();         System.out.println("Child constructor block");     }      static {         System.out.println("Child static initial block");     } }

通過(guò)對(duì)比可以看到，編譯器把初始化塊和實(shí)例字段的賦值操作，移動(dòng)到了構(gòu)造函數(shù)代碼之前，并且保留了相關(guān)代碼的先后順序。事實(shí)上，如果構(gòu)造函數(shù)有多個(gè)，初始化代碼也會(huì)被復(fù)制多份移動(dòng)過(guò)去。

據(jù)此可以得出第一條優(yōu)先級(jí)順序：

• 初始化代碼 > 構(gòu)造函數(shù)代碼

2.static 有啥作用？

類的加載過(guò)程可粗略分為三個(gè)階段：加載 -> 鏈接 -> 初始化

初始化階段可被8種情況周志明》P359 "觸發(fā)類初始化的8種情況")觸發(fā)：

• 使用 new 關(guān)鍵字實(shí)例化對(duì)象的時(shí)候

• 讀取或設(shè)置一個(gè)類型的靜態(tài)字段（常量")除外）

• 調(diào)用一個(gè)類型的靜態(tài)方法

• 使用反射調(diào)用類的時(shí)候

• 當(dāng)初始化類的時(shí)候，如果發(fā)現(xiàn)父類還沒(méi)有進(jìn)行過(guò)初始化，則先觸發(fā)其父類初始化

• 虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)，會(huì)先初始化主類（包含main()方法的那個(gè)類）

• 當(dāng)初次調(diào)用 MethodHandle 實(shí)例時(shí)，初始化該 MethodHandle 指向的方法所在的類。

• 如果接口中定義了默認(rèn)方法(default 修飾的接口方法)，該接口的實(shí)現(xiàn)類發(fā)生了初始化，則該接口要在其之前被初始化

其中的2,3條目是被static代碼觸發(fā)的。

其實(shí)初始化階段就是執(zhí)行類構(gòu)造器<clinit> 方法的過(guò)程，這個(gè)方法是編譯器自動(dòng)生成的，里面收集了static修飾的所有類變量的賦值動(dòng)作和靜態(tài)語(yǔ)句塊（static{} 塊），并且保留這些代碼出現(xiàn)的先后順序。

根據(jù)條目5，JVM 會(huì)保證在子類的<clinit>方法執(zhí)行前，父類的<clinit>方法已經(jīng)執(zhí)行完畢。

小結(jié)一下：訪問(wèn)類變量或靜態(tài)方法，會(huì)觸發(fā)類的初始化，而類的初始化就是執(zhí)行<clinit>，也就是執(zhí)行 static 修飾的賦值動(dòng)作和static{}塊，并且 JVM 保證先執(zhí)行父類初始化，再執(zhí)行子類初始化。

由此得出第二條優(yōu)先級(jí)順序：

• 父類的static代碼 > 子類的static代碼

3.static 代碼只執(zhí)行一次

我們都知道，static代碼(靜態(tài)方法除外)只執(zhí)行一次。

你有沒(méi)有想過(guò)，這個(gè)機(jī)制是如何保證的呢？

答案是：雙親委派模型。

JDK8 及之前的雙親委派模型是：

應(yīng)用程序類加載器 → 擴(kuò)展類加載器 → 啟動(dòng)類加載器

平時(shí)開發(fā)中寫的類，默認(rèn)都是由 應(yīng)用程序類加載器加載，它會(huì)委派給其父類：擴(kuò)展類加載器。而擴(kuò)展類加載器又會(huì)委派給其父類：?jiǎn)?dòng)類加載器。只有當(dāng)父類加載器反饋無(wú)法完成這個(gè)加載請(qǐng)求時(shí)，子加載器才會(huì)嘗試自己去完成加載，這個(gè)過(guò)程就是雙親委派。三者的父子關(guān)系并不是通過(guò)繼承，而是通過(guò)組合模式實(shí)現(xiàn)的。

該過(guò)程的實(shí)現(xiàn)也很簡(jiǎn)單，下面展示關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)代碼：

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException {     // 首先檢查該類是否被加載過(guò)     // 如果加載過(guò)，直接返回該類     Class<?> c = findLoadedClass(name);     if (c == null) {         try {             if (parent != null) {                 c = parent.loadClass(name, false);             } else {                 c = findBootstrapClassOrNull(name);             }         } catch (ClassNotFoundException e) {             // 如果父類拋出ClassNotFoundException             // 說(shuō)明父類無(wú)法完成加載請(qǐng)求         }          if (c == null) {             // 如果父類無(wú)法加載，轉(zhuǎn)由子類加載             c = findClass(name);         }     }     if (resolve) {         resolveClass(c);     }     return c; }

結(jié)合注釋相信大家很容易看懂。

由雙親委派的代碼可知，同一個(gè)類加載器下，一個(gè)類只能被加載一次，也就限定了它只能被初始化一次。所以類中的 static代碼(靜態(tài)方法除外)只在類初始化時(shí)執(zhí)行一次

4. <init>和<clinit>

前面已經(jīng)介紹了編譯器自動(dòng)生成的類構(gòu)造器：<clinit>方法，它會(huì)收集static修飾的所有類變量的賦值動(dòng)作和靜態(tài)語(yǔ)句塊（static{} 塊）并保留代碼的出現(xiàn)順序，它會(huì)在類初始化時(shí)執(zhí)行

相應(yīng)的，編譯器還會(huì)生成一個(gè)<init>方法，它會(huì)收集實(shí)例字段的賦值動(dòng)作、初始化語(yǔ)句塊({}塊)和構(gòu)造器(Constructor)中的代碼，并保留代碼的出現(xiàn)順序，它會(huì)在 new 指令之后接著執(zhí)行

所以，當(dāng)我們new 一個(gè)類時(shí)，如果JVM未加載該類，則先對(duì)其進(jìn)行初始化，再進(jìn)行實(shí)例化。

至此，第三條優(yōu)先級(jí)規(guī)則也就呼之欲出了：

• 靜態(tài)代碼(static{}塊、靜態(tài)字段賦值語(yǔ)句) > 初始化代碼({}塊、實(shí)例字段賦值語(yǔ)句)

5. 規(guī)律實(shí)踐

將前文的三條規(guī)則合并，總結(jié)出如下兩條：

1.靜態(tài)代碼(static{}塊、靜態(tài)字段賦值語(yǔ)句) > 初始化代碼({}塊、實(shí)例字段賦值語(yǔ)句) > 構(gòu)造函數(shù)代碼

2.父類的static代碼 > 子類的static代碼

根據(jù)前文總結(jié)，初始化代碼和構(gòu)造函數(shù)代碼被編譯器收集到了<init>中，靜態(tài)代碼被收集到了<clinit>中，所以再次對(duì)上述規(guī)律做合并：

父類<clinit> > 子類<clinit> > 父類 <init> > 子類 <init>

對(duì)應(yīng)到開篇的問(wèn)題，我們來(lái)實(shí)踐一下：

當(dāng)執(zhí)行new Child()時(shí)，new關(guān)鍵字觸發(fā)了 Child 類的初始化 ，JVM 發(fā)現(xiàn)其有父類，則先初始化 Parent 類，開始執(zhí)行Parent類的<clinit>方法，然后執(zhí)行 Child 類的<clinit>方法(還記得<clinit>里面收集了什么嗎？)。

然后開始實(shí)例化 一個(gè)Child類的對(duì)象，此時(shí)準(zhǔn)備執(zhí)行 Child 的<init>方法，發(fā)現(xiàn)它有父類，優(yōu)先執(zhí)行父類的<init>方法，然后再執(zhí)行子類的<init>(還記得<init>里面收集了什么嗎？)。

相信看到這里，各位心中已經(jīng)對(duì)開篇的問(wèn)題有答案了，不妨先手寫一下輸出順序，然后寫代碼親自驗(yàn)證一下。

結(jié)束語(yǔ)

平時(shí)開發(fā)中經(jīng)常用到static，每次寫的時(shí)候，心里總會(huì)打兩個(gè)問(wèn)號(hào)，我為什么要用static?不用行不行？

通過(guò)本文可以看出，static的應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止類變量，靜態(tài)方法那么簡(jiǎn)單。在經(jīng)典的單例模式中，你將看到static的各種用法，下一篇就寫如何花式編寫單例模式。