Java对象的生命周期

浏览数：21 / 时间：2015年06月08日

在创建一个Java类的对象之前，需要由虚拟机加载该类，然后对该类进行链接和初始化。初始化完成之后，才能创建出该Java类的新的对象实例。对象也有自己的初始化过程，主要通过调用对应Java类的特定构造方法来完成。当不再有引用指向一个对象时，这个对象成为垃圾回收器的候选。对象所占用的内存空间会在合适的时机被垃圾回收器回收。对象终止机制提供了一种方式在对象被回收之前进行清理工作。

当需要复制一个对象时，可以使用clone方法，如果需要将对象状态持久化，可以使用序列化机制来得到一个方便存储的字节流。

1、类的链接

Java虚拟机运行时会在内部维护所有可用Java类的相关信息，链接的过程就是把加载的Java类的字节码中包含的信息与虚拟机的内部信息进行合并，使得Java类的代码可以被执行。

（1）验证

用来确保Java类的字节码表示在结构上是正确的，验证过程可能会导致其他Java类或接口被加载。如果发现字节码格式不正确，会抛出java.lang.VerifyError错误。

（2）准备

这个过程会创建Java类中的静态域，并将这些域的值设为默认值。重要的环节是保证类加载时的类型安全，如果发现类型安全约束被破坏，抛出java.lang.LinkageError错误。

（3）解析

处理所加载的Java类中包含的形式引用。核实所引用的类被正确加载，所调用的方法确实存在。

引用关系处理策略：

A、提前解析：在链接时递归对依赖的所有形式引用都进行解析，缺点是性能较差

B、延迟解析：只在真正需要形式引用的时候才进行解析，解决性能差的问题（OpenJDK采用此方法）

2、类的初始化

执行Java类中的静态代码块和初始化静态域。初始化过程按静态代码块和静态域在代码出现的顺序依次进行。

在当前Java类被初始化之前，它的直接父类也会被初始化，但是该Java类所实现的接口并不会被初始化（即接口被初始化时，它的父接口不会被初始化）。

另外，当访问一个Java类或接口中的静态域时，只有真正声明这个域的类或接口才会被初始化。比如访问了父类的静态域，则只会初始化父类不会初始化子类。

可能造成类被初始化的操作：

（1）创建一个Java类的实例对象

比如Test test = new Test();

（2）调用Java类中的静态方法

比如Test.staticMethod();

（3）为类或接口中的静态域赋值

比如Test.staticField = 10;

（4）访问类或接口中声明的非常量静态域

比如Test.staticNoFinalField

（5）在一个顶层Java类中执行assert语句

（6）调用class和反射api进行反射操作

3、对象的创建与初始化

实际初始化流程是沿着继承层次结构树往上传递，完成部分初始化工作，到达Object类之后，再沿着层次结构树向下，完成其余的初始化工作。

在对象创建之前需要分配内存空间，其大小取决于该类及父类和祖先类包含的所有实例域的数量和类型。空间不足会抛出OutOfMemoryError错误。如果内存分配成功，则把新创建的对象的所有实例域都设为默认值，包括Java类本身声明的及父类声明的。但该对象还不能调用，因为类构造方法还没有被调用。

类构造器调用的三个步骤：

（1）调用父类的构造方法

分显式调用和隐式调用两种，显式调用通过super关键字来完成，如果没有显式调用则由编译器自动生成相关代码。

实际执行流是跳转到父类的构造方法，再沿着继承层次结构树依次往上跳转，直到到达Object类。整个过程是一个递归过程。

（2）初始化类中实例域的值

按照实例域的出现顺序依次初始化。

（3）执行类构造器的其他代码

完成初始化工作。

在编写构造方法时，注意不要在构造方法中调用可以被子类覆写的方法，因为如果子类覆写该方法，那么在初始化过程中调用父类构造方法时，其调用的是子类所覆盖的方法，而此时子类的构造方法中的代码还没有被执行，对象仍处于初始化过程当中，容易出错，特别是用到某些子类变量还没有初始化的时候。

class Parent {
    public Parent() {
        int average = 30 / getCount();
    }
    protected int getCount() {
        return 4;
    }
}

class Child extends Parent {
    private int count;
    public Child(int count) {
        this.count = count;
    }
    public int getCount() {
        return count;
    }
}

public class BadConstructor {
    public void test() {
        Child child = new Child(5);
    }

    //Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero
    public static void main(String[] args) {
        BadConstructor bc = new BadConstructor();
        bc.test();
    }
}