詳解Java的初始化與清理
大家都知道,Java是站在巨人的肩上成功的,它是在C&C++的基礎上進一步的開發,投入面向對象開發的懷抱。Java吸取了很多以前的教訓,加入自己很多獨創的方式。在程序語言發展初期,許多C程序員經常忘記初始化變量,在程序結束后也經常忘記對創建的數據類型進行釋放內存,造成內存泄漏。這些'不安全'的編程方式當然需要程序員有良好的編程習慣,但如果編程語言能夠加入自動清理與初始化的工作,這回大大降低開發成本。隨著技術的發展,C++語言引入了構造器(constructor),即在創建對象自動調用的初識方法,Java語言采用這一方法,并加入垃圾回收器,負責自動回收用戶創建的內存,進一步降低程序員的開發成本。
Java的初始化與構造器
創建Java的對象最普遍發的方法是使用new方法,如下所示。而創建對象必須使用構造器,構造器實際就是Java對象初始化的方法,用戶可以在該方法中添加自定義初始化行為。
Object obj = new Object(); // 左側為聲明對象,右側為實際創建一個對象
構造器它是一個隱含為靜態的無返回值的方法,名稱與類名相同,編譯期會自動調用該方法。如果用戶沒有創建構造器,編譯期會為你自動生成一個默認構造器。總之,構造器個數至少有一個。構造器可以有多個,它可以用戶自己選擇如何初始化對象,這里是使用重載(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的初始化順序
既然講到Java初始化,那肯定要關注Java的初始化順序,這涉及到一些繼承的知識,首先看一個實例:
package com.thinkinjava.multiplex;import static com.thinkinjava.util.Print.print;/** * 初始化順序 * */// 形狀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,當運行該Java程序時,首先訪問程序入口,即InitOrder.main()方法,于是類加載器加載InitOrder.class類文件,而對它的加載過程中,通過extends關鍵字可知該類有個父類,于是加載該父類,如果該父類還有它自身的父類,繼續加載,然后執行最高一層類的static初始化,然后是其子類,依次執行,最后所有的類的已加載完成,開始執行main方法:在main方法中開始創建對象,對象被創建之后,虛擬機會為其分配內存,主要用來存放對象的實例變量及其從父類繼承過來的實例變量(即使這些從父類繼承過來的實例變量有可能被隱藏也會被分配空間)。在為這些實例變量分配內存的同時,這些實例變量也會被賦予默認值。在內存中創建對象后,開始調用父類的構造器,父類的構造器能夠使用super調用或被編譯期自動調用,父類在執行構造器語句之前,會對父類實例變量按照次序進行初始化。父類完成父類子對象的初始化后,子類開始的順序執行,先實例變量初始化,然后執行構造器語句。最后整個對象構造完成。
Java的對象與清理
Java的顯著優點就是Java有良好的垃圾清理機制,C++中創建對象,使用對象后,需要使用delete操作符刪除對象,就會調用對應的析構函數。而Java中沒有析構函數,Java的finalize()并不是類似C++的析構函數,Java的finalize()只是用來回收本地方法(c/c++)占用的內存(調用本地方法類似free)。通常意義上來講,Java程序員只需創建對象,而不需我們自己去銷毀對象,因為垃圾回收機制會幫我們回收對象,雖然不知道什么時候回收,是否會被回收。
然后可能會出現這種情況,類可能要在生命周期內執行一些必需的清理活動,這就需要程序員自己書寫清理方法,在清理方法中必須注意清理順序,即其順序與初始化順序相反,為防止出現異常,可以將清理動作放入finally中。如實例所示:
import static com.thinkinjava.util.Print.print;/** * 確保正確清理 * */// 形狀class Shape { Shape(int i) { print('Shape constructor'); } // 處理 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() { // 擦除線條 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()'); // 清理的順序與初始化順序相反 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 { // 程序編碼與異常處理 } 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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