Java继承与初始化全过程解析

Java初始化简介

一般来说，在Java中，每个类产生的编译代码都存在于它自己的独立文件中，该文件只有在使用程序代码时才会被加载，也就是说，类的代码只有在初次使用时才加载。但是，如果存在static的话，就不一样了，当访问static字段或static方法时，也会发生加载。最常见的static方法是构造器方法了，虽然没有显示写明static关键字。所以，更准确地讲，Java的类应该是在其任何static成员被访问时加载的。

Java继承的概念

Java面向对象的三大特征是继承、封装、多态。继承的概念顾名思义，类似父子关系，子继承父亲。继承通常被认为是is-a关系，即子类是一个父累，可以这样理解。例如，大黄鸭是一个鸭子。虽然继承是面向对象的一个重大特性，但是对于项目的架构来说，继承应该慎用，常用的模式有组合，组合即一个类中持有另外一个类的对象，例如我们要构造一个汽车时，总要持有发动机、门、窗户、轮子等这些类的具体对象，显然汽车不是一个发动机，也不是一个轮子，它们的关系是has-a的关系，因此需要使用组合模式来设计。在OOP中，使用继承的一个优点是它可以向上转型（upcasting），即子类可以持有父类的方法，或者说子类是一个父类，通过向上转型，进而引出了多态的优点，即当有方法被覆盖时，父类类型的子类对象可以从子类依次向上查找，知道遇到该方法便可调用，这一优点为程序的可扩展性奠定了基础，如要新建一个子类，只用重新覆盖父类中已有的某个方法即可，在调用时即可实现多态的特性。然而，继承的使用场合应该尽量谨慎，使用前应该问问自己是否需要向上转型，如果后续业务中，必须要进行向上转型，那么就使用继承;否则，大可不必使用继承。

那么，在继承这种设计模式中，程序的加载过程是怎么进行的呢？父类的构造方法会不会加载？如果有static字段或方法，又是如何加载呢？

含有继承的程序加载过程

下面，我们以一个继承关系的两个类来探讨该问题，类中包含有static字段。

首先，写出基类的代码：

package demo0812.demo1;

public class SupClass {

		private int i=9;
		protected int j;
		public SupClass() {
			System.out.println("i="+i+",j="+j);
			j=39;
		}
		private static int x1=printInit("SupClass.x1 initialized");
		protected static int printInit(String str) {
			System.out.println(str);
			return 47;
		}
}

写出子类的代码：

package demo0812.demo1;

public class SubClass extends SupClass {

	private int k=printInit("SubClass.k initialized");
	public SubClass() {
		System.out.println("k="+k);
		System.out.println("j="+j);
	}
	
	private static int x2=printInit("SubClass.x2 initialized");
	public static void main(String[] args) {
		System.out.println("SubClass constructor");
		SubClass subClass = new SubClass();
	}
}

从上面的两个类代码可以看出，基类中含有一个static方法和一个static字段，另外还包含一个显示的构造方法。那么在程序执行过程中，当然先访问SubClass.main()方法，这是程序的入口，于是加载器开始启动并找出SubClass的编译代码（SubClass.class文件），然后，注意到该类有个关键字extends，说明它有个父类，于是，加载器便去加载父类的代码，即SupClass.class文件。加载器发现父类中含有一个静态字段，于是加载器先加载这个静态字段，同时也加载了静态方法，于是输出

SupClass.x1 initialized

，同时将x1的值赋为47。在加载完父类的静态区域以后，开始加载子类的静态区域，加载器于是看到，在子类中，也有一个静态字段x2，并且对它进行初始化，于是输出

SubClass.x2 initialized

，同时，将x2的值赋为47。这时，父类和子类的静态区都已经加载完成，于是，接着读取main函数，首先输出main中的第一行命令

SubClass constructor

接着，执行第二行命令，即对子类进行实例化，注意对子类实例化之前一定会对父类进行实例化，于是输出

i=9,j=0

接着，对子类进行按序执行，首先输出

SubClass.k initialized

并对k赋值为47，最后输出

k=47
j=39

这就是这段代码的总体的加载流程。

来源：oschina

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