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 initialized
static InitOrder.x2 initialized
InitOrder constructor
Insect.k initialized
i = 9,j = 0
InitOrder.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 constructor
Shape constructor
Drawing Line: 0, 0
Shape constructor
Drawing Line: 1, 1
Shape constructor
Drawing Line: 2, 4
Shape constructor
Circle constructor
Shape constructor
Triangle constructor
Combined constructor
CADSystem.dispose()
Triangle dispose
Shape dispose
Circle dispose
Shape dispose
Erasing Line: 2, 4
Shape dispose
Erasing Line: 1, 1
Shape dispose
Erasing Line: 0, 0
Shape dispose
Shape dispose*/

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