相信有不少同學遇到過這類問題，可能查過資料之后接著就忘了，再次遇到還是答不對。接下來通過4個步驟，帶大家拆解一下這段代碼的執(zhí)行順序，并借此總結規(guī)律。

開篇一道題，考察代碼執(zhí)行順序：

public class Parent {     static {         System.out.println("Parent static initial block");     }      {         System.out.println("Parent initial block");     }      public Parent() {         System.out.println("Parent constructor block");      } }  public class Child extends Parent {     static {         System.out.println("Child static initial block");     }      {         System.out.println("Child initial block");     }          private Hobby hobby = new Hobby();      public Child() {         System.out.println("Child constructor block");     } }  public class Hobby {     static{         System.out.println("Hobby static initial block");     }      public Hobby() {         System.out.println("hobby constructor block");     } }

當執(zhí)行new Child()時，上述代碼輸出什么？

相信有不少同學遇到過這類問題，可能查過資料之后接著就忘了，再次遇到還是答不對。接下來課代表通過4個步驟，帶大家拆解一下這段代碼的執(zhí)行順序，并借此總結規(guī)律。

1.編譯器優(yōu)化了啥？

下面兩段代碼對比一下編譯前后的變化：

編譯前的Child.java

public class Child extends Parent {     static {         System.out.println("Child static initial block");     }     {         System.out.println("Child initial block");     }          private Hobby hobby = new Hobby();          public Child() {         System.out.println("Child constructor block");     } }

編譯后的Child.class

public class Child extends Parent {     private Hobby hobby;      public Child() {         System.out.println("Child initial block");         this.hobby = new Hobby();         System.out.println("Child constructor block");     }      static {         System.out.println("Child static initial block");     } }

通過對比可以看到，編譯器把初始化塊和實例字段的賦值操作，移動到了構造函數代碼之前，并且保留了相關代碼的先后順序。事實上，如果構造函數有多個，初始化代碼也會被復制多份移動過去。

據此可以得出第一條優(yōu)先級順序：

• 初始化代碼 > 構造函數代碼

2.static 有啥作用？

類的加載過程可粗略分為三個階段：加載 -> 鏈接 -> 初始化

初始化階段可被8種情況周志明》P359 "觸發(fā)類初始化的8種情況")觸發(fā)：

• 使用 new 關鍵字實例化對象的時候

• 讀取或設置一個類型的靜態(tài)字段（常量")除外）

• 調用一個類型的靜態(tài)方法

• 使用反射調用類的時候

• 當初始化類的時候，如果發(fā)現(xiàn)父類還沒有進行過初始化，則先觸發(fā)其父類初始化

• 虛擬機啟動時，會先初始化主類（包含main()方法的那個類）

• 當初次調用 MethodHandle 實例時，初始化該 MethodHandle 指向的方法所在的類。

• 如果接口中定義了默認方法(default 修飾的接口方法)，該接口的實現(xiàn)類發(fā)生了初始化，則該接口要在其之前被初始化

其中的2,3條目是被static代碼觸發(fā)的。

其實初始化階段就是執(zhí)行類構造器<clinit> 方法的過程，這個方法是編譯器自動生成的，里面收集了static修飾的所有類變量的賦值動作和靜態(tài)語句塊（static{} 塊），并且保留這些代碼出現(xiàn)的先后順序。

根據條目5，JVM 會保證在子類的<clinit>方法執(zhí)行前，父類的<clinit>方法已經執(zhí)行完畢。

小結一下：訪問類變量或靜態(tài)方法，會觸發(fā)類的初始化，而類的初始化就是執(zhí)行<clinit>，也就是執(zhí)行 static 修飾的賦值動作和static{}塊，并且 JVM 保證先執(zhí)行父類初始化，再執(zhí)行子類初始化。

由此得出第二條優(yōu)先級順序：

• 父類的static代碼 > 子類的static代碼

3.static 代碼只執(zhí)行一次

我們都知道，static代碼(靜態(tài)方法除外)只執(zhí)行一次。

你有沒有想過，這個機制是如何保證的呢？

答案是：雙親委派模型。

JDK8 及之前的雙親委派模型是：

應用程序類加載器 → 擴展類加載器 → 啟動類加載器

平時開發(fā)中寫的類，默認都是由 應用程序類加載器加載，它會委派給其父類：擴展類加載器。而擴展類加載器又會委派給其父類：啟動類加載器。只有當父類加載器反饋無法完成這個加載請求時，子加載器才會嘗試自己去完成加載，這個過程就是雙親委派。三者的父子關系并不是通過繼承，而是通過組合模式實現(xiàn)的。

該過程的實現(xiàn)也很簡單，下面展示關鍵實現(xiàn)代碼：

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException {     // 首先檢查該類是否被加載過     // 如果加載過，直接返回該類     Class<?> c = findLoadedClass(name);     if (c == null) {         try {             if (parent != null) {                 c = parent.loadClass(name, false);             } else {                 c = findBootstrapClassOrNull(name);             }         } catch (ClassNotFoundException e) {             // 如果父類拋出ClassNotFoundException             // 說明父類無法完成加載請求         }          if (c == null) {             // 如果父類無法加載，轉由子類加載             c = findClass(name);         }     }     if (resolve) {         resolveClass(c);     }     return c; }

結合注釋相信大家很容易看懂。

由雙親委派的代碼可知，同一個類加載器下，一個類只能被加載一次，也就限定了它只能被初始化一次。所以類中的 static代碼(靜態(tài)方法除外)只在類初始化時執(zhí)行一次

4. <init>和<clinit>

前面已經介紹了編譯器自動生成的類構造器：<clinit>方法，它會收集static修飾的所有類變量的賦值動作和靜態(tài)語句塊（static{} 塊）并保留代碼的出現(xiàn)順序，它會在類初始化時執(zhí)行

相應的，編譯器還會生成一個<init>方法，它會收集實例字段的賦值動作、初始化語句塊({}塊)和構造器(Constructor)中的代碼，并保留代碼的出現(xiàn)順序，它會在 new 指令之后接著執(zhí)行

所以，當我們new 一個類時，如果JVM未加載該類，則先對其進行初始化，再進行實例化。

至此，第三條優(yōu)先級規(guī)則也就呼之欲出了：

• 靜態(tài)代碼(static{}塊、靜態(tài)字段賦值語句) > 初始化代碼({}塊、實例字段賦值語句)

5. 規(guī)律實踐

將前文的三條規(guī)則合并，總結出如下兩條：

1.靜態(tài)代碼(static{}塊、靜態(tài)字段賦值語句) > 初始化代碼({}塊、實例字段賦值語句) > 構造函數代碼

2.父類的static代碼 > 子類的static代碼

根據前文總結，初始化代碼和構造函數代碼被編譯器收集到了<init>中，靜態(tài)代碼被收集到了<clinit>中，所以再次對上述規(guī)律做合并：

父類<clinit> > 子類<clinit> > 父類 <init> > 子類 <init>

對應到開篇的問題，我們來實踐一下：

當執(zhí)行new Child()時，new關鍵字觸發(fā)了 Child 類的初始化 ，JVM 發(fā)現(xiàn)其有父類，則先初始化 Parent 類，開始執(zhí)行Parent類的<clinit>方法，然后執(zhí)行 Child 類的<clinit>方法(還記得<clinit>里面收集了什么嗎？)。

然后開始實例化 一個Child類的對象，此時準備執(zhí)行 Child 的<init>方法，發(fā)現(xiàn)它有父類，優(yōu)先執(zhí)行父類的<init>方法，然后再執(zhí)行子類的<init>(還記得<init>里面收集了什么嗎？)。

相信看到這里，各位心中已經對開篇的問題有答案了，不妨先手寫一下輸出順序，然后寫代碼親自驗證一下。

結束語

平時開發(fā)中經常用到static，每次寫的時候，心里總會打兩個問號，我為什么要用static?不用行不行？

通過本文可以看出，static的應用遠遠不止類變量，靜態(tài)方法那么簡單。在經典的單例模式中，你將看到static的各種用法，下一篇就寫如何花式編寫單例模式。