今晚是阿里巴巴 2013 校园招聘的杭州站笔试。下午匆忙看了两张历年试卷,去现场打了瓶酱油。
题目总体考察点偏基础,倒数第二题(Java 附加题)比较有趣,考察了 Java 初始化机制的细节,在此摘录出来。
题目
求如下 java 代码的输出:
12345678910111213141516171819202122232425262728293031
class T implements Cloneable{ public static int k = 0; public static T t1 = new T("t1"); public static T t2 = new T("t2"); public static int i = print("i"); public static int n = 99; public int j = print("j"); { print("构造快"); } static { print("静态块"); } public T(String str) { System.out.println((++k) + ":" + str + " i=" + i + " n=" + n); ++n; ++ i; } public static int print(String str){ System.out.println((++k) +":" + str + " i=" + i + " n=" + n); ++n; return ++ i; } public static void main(String[] args){ T t = new T("init"); }}
分析
代码主要考察的是类、变量初始化的顺序。
一般的,我们很清楚类需要在被实例化之前初始化,而对象的初始化则是运行构造方法中的代码。
本题的代码显然没有这么简单了。本题中涉及到了static {…}
和{…}
这种形式的代码块,以及在类的静态变量中初始化该类的对象这种交错的逻辑,容易让人焦躁(类似于密集恐惧症吧=()。实际上,按照类的装载、链接和初始化逻辑,以及对象初始化的顺序来思考,不难得到答案。
代码组成
成员变量 2~6 行的变量是 static 的,为类 T 的静态成员变量,需要在类加载的过程中被执行初始化;第 8 行的int j
则为实例成员变量,只再类被实例化的过程中初始化。
代码段 9~11 行为实例化的代码段,在类被实例化的过程中执行;13~15 行为静态的代码段,在类被加载、初始化的过程中执行。
方法 方法public static int print(String str)
为静态方法,其实现中牵涉到 k,i,n 三个静态成员变量,实际上,这个方法是专门用来标记执行顺序的方法;T 的构造方法是个实例化方法,在 T 被实例化时调用。
main 方法 main 方法中实例化了一个 T 的实例。
执行顺序分析
在一个对象被使用之前,需要经历的过程有:类的装载 -> 链接(验证 -> 准备 -> 解析) -> 初始化 -> 对象实例化。(详情参见《Java 类的装载、链接和初始化》),这里需要注意的点主要有:
在类链接之后,类初始化之前,实际上类已经可以被实例化了。
就如此题代码中所述,在众多静态成员变量被初始化完成之前,已经有两个实例的初始化了。实际上,此时对类的实例化,除了无法正常使用类的静态承运变量以外(还没有保证完全被初始化),JVM 中已经加载了类的内存结构布局,只是没有执行初始化的过程。比如第 3 行public static T t1 = new T("t1");
,在链接过程中,JVM 中已经存在了一个 t1,它的值为 null,还没有执行new T("t1")
。又比如第 5 行的public static int i = print("i");
,在没有执行初始化时,i 的值为 0.
先执行成员变量自身初始化,后执行static {…}
、{…}
代码块中的内容。
如此策略的意义在于让代码块能处理成员变量相关的逻辑。如果不使用这种策略,而是相反先执行代码块,那么在执行代码块的过程中,成员变量并没有意义,代码块的执行也是多余。
类实例化的过程中,先执行隐式的构造代码,再执行构造方法中的代码 这里隐式的构造代码包括了{}
代码块中的代码,以及实例成员变量声明中的初始化代码,以及父类的对应的代码(还好本题中没有考察到父类这一继承关系,否则更复杂;))。为何不是先执行显示的构造方法中的代码,再执行隐式的代码呢?这也很容易解释:构造方法中可能就需要使用到实例成员变量,而这时候,我们是期待实例变量能正常使用的。
有了如上的分析,也就能推到出最终的输出结果了。实际上,这几个原则都不需要死记硬背,完全能通过理解整个 JVM 的执行过程来梳理出思路的。
答案
1234567891011
1:j i=0 n=02:构造快 i=1 n=13:t1 i=2 n=24:j i=3 n=35:构造快 i=4 n=46:t2 i=5 n=57:i i=6 n=68:静态块 i=7 n=999:j i=8 n=10010:构造快 i=9 n=10111:init i=10 n=102
参考:
《Java 构造方法中的执行顺序》
《Java 类的装载、链接和初始化》
http://biaobiaoqi.me/blog/2013/09/22/java-initialization/Creative Commons BY-NC-ND 3.0
不论你在什么时候结束,重要的是结束之后就不要悔恨