Java构造时成员初始化的陷阱

让我们先来看两个类:Base和Derived类。注意其中的whenAmISet成员变量,和方法preProcess()

public class Base
{
    Base() {
        preProcess();
    }
 
    void preProcess() {}
}


public class Derived extends Base
{
    public String whenAmISet = "set when declared";
 
    @Override void preProcess()
    {
        whenAmISet = "set in preProcess()";
    }
}


如果我们构造一个子类实例,那么,whenAmISet 的值会是什么呢?


public class Main
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Derived d = new Derived();
        System.out.println( d.whenAmISet );
    }
}

再续继往下阅读之前,请先给自己一些时间想一下上面的这段程序的输出是什么?是的,这看起来的确相当简单,甚至不需要编译和运行上面的代码,我们也应该知道其答案,那么,你觉得你知道答案吗?你确定你的答案正确吗?

很多人都会觉得那段程序的输出应该是“set in preProcess()”,这是因为当子类Derived 的构造函数被调用时,其会隐晦地调用其基类Base的构造函数(通过super()函数),于是基类Base的构造函数会调用preProcess() 函数,因为这个类的实例是Derived的,而且在子类Derived中对这个函数使用了override关键字,所以,实际上调用到的是:Derived.preProcess(),而这个方法设置了whenAmISet 成员变量的值为:“set in preProcess()”。

当然,上面的结论是错误的。如果你编译并运行这个程序,你会发现,程序实际输出的是“set when declared ”。怎么为这样呢?难道是基类Base 的preProcess() 方法被调用啦?也不是!你可以在基类的preProcess中输出点什么看看,你会发现程序运行时,Base.preProcess()并没有被调用到(不然这对于Java所有的应用程序将会是一个极具灾难性的Bug)。

虽然上面的结论是错误的,但推导过程是合理的,只是不完整,下面是整个运行的流程:

  1. 进入Derived 构造函数。

  2. Derived 成员变量的内存被分配。

  3. Base 构造函数被隐含调用。

  4. Base 构造函数调用preProcess()。

  5. Derived 的preProcess 设置whenAmISet 值为 “set in preProcess()”。

  6. Derived 的成员变量初始化被调用。

  7. 执行Derived 构造函数体。

等一等,这怎么可能?在第6步,Derived 成员的初始化居然在 preProcess() 调用之后?是的,正是这样,我们不能让成员变量的声明和初始化变成一个原子操作,虽然在Java中我们可以把其写在一起,让其看上去像是声明和初始化一体。但这只是假象,我们的错误就在于我们把Java中的声明和初始化看成了一体在C++的世界中,C++并不支持成员变量在声明的时候进行初始化,其需要你在构造函数中显式的初始化其成员变量的值,看起来很土,但其实C++用心良苦。

在面向对象的世界中,因为程序以对象的形式出现,导致了我们对程序执行的顺序雾里看花。所以,在面向对象的世界中,程序执行的顺序相当的重要

下面是对上面各个步骤的逐条解释。

  1. 进入构造函数。

  2. 为成员变量分配内存。

  3. 除非你显式地调用super(),否则Java 会在子类的构造函数最前面偷偷地插入super() 。

  4. 调用父类构造函数。

  5. 调用preProcess,因为被子类override,所以调用的是子类的。

  6. 于是,初始化发生在了preProcess()之后。这是因为,Java需要保证父类的初始化早于子类的成员初始化,否则,在子类中使用父类的成员变量就会出现问题。

  7. 正式执行子类的构造函数(当然这是一个空函数,虽然我们没有声明)。

你可以查看《Java语言的规格说明书》中的 相关章节 来了解更多的Java创建对象时的细节。

C++的程序员应该都知道,在C++的世界中在“构造函数中调用虚函数”是不行的,Effective C++ 条款9:Never call virtual functions during construction or destruction,Scott Meyers已经解释得很详细了。

在语言设计的时候,“在构造函数中调用虚函数”是个两难的问题。

  1. 如果调用的是父类的函数的话,这个有点违反虚函数的定义。

  2. 如果调用的是子类的函数的话,这可能产生问题的:因为在构造子类对象的时候,首先调用父类的构造函数,而这时候如果去调用子类的函数,由于子类还没有构造完成,子类的成员尚未初始化,这么做显然是不安全的。

C++选择了第一种,而Java选择了第二种。

  • C++类的设计相对比较简陋,通过虚函数表来实现,缺少类的元信息。

  • 而Java类的则显得比较完整,有super指针来导航到父类。

最后,需要向大家推荐一本书,Joshua Bloch 和 Neal Gafter 写的 Java Puzzlers: Traps, Pitfalls, and Corner Cases,中文版《JAVA解惑》。

转自:http://coolshell.cn/articles/1106.html

原创文章,作者:s19930811,如若转载,请注明出处:http://www.178linux.com/2402

(0)
s19930811s19930811
上一篇 2015-04-03 21:53
下一篇 2015-04-03 21:59

相关推荐

  • 运维成长记

     在学校里学到的是知识,而企业更看重的是技能和能力。我们需要把知识先转化为技能,然后实践中通过总结提升,转变为自己的能力。这个过程或许会很漫长,但是时间会证明一切。成长的过程注定是痛苦的,欲戴王冠,必承其重!我们有理由相信:运气也是实力的一部分! 第一次接触linux还是在大学的课堂上,看着老师在物理机上用VM虚拟出一台Ubuntu的时候,真实感觉…

    Linux干货 2017-07-11
  • 马哥教育网络班22期+第四周课程练习

    1、复制/etc/skel目录为/home/tuser1,要求/home/tuser1及其内部文件的属组和其它用户均没有任何访问权限 [root@localhost ~]# cp -rf /etc/skel/ /home/tuser1 &> /dev/null [root@localhost ~]# chmod -R go= /home/tus…

    Linux干货 2016-09-07
  • Linxu系统的启动过程

    Linxu系统的启动过程 启动流程 1、引导Linux启动是从BIOS中的地址0xFFFF0处开始的,BIOS由两部分组成:POST代码和运行时服务,运行时服务是为操作系统提供一些接口,如温度检测等。 BIOS的第一个步骤是加电自检(POST),完成对硬件的的检测,如某些硬件出现错误无法通过检测就导致系统无法启动,POST完成之后将被清出内存; BIOS的第…

    Linux干货 2016-09-13
  • NFS服务器的安装与配置

    一、NFS服务简介 NFS 是Network File System的缩写,即网络文件系统。一种使用于分散式文件系统的协定,由Sun公司开发,于1984年向外公布。功能是通过网络让不同的机器、不同的操作系统能够彼此分享个别的数据,让应用程序在客户端通过网络访问位于服务器磁盘中的数据,是在类Unix系统间实现磁盘文件共享的一种方法。 NFS 的基本原则是“容许…

    Linux干货 2017-05-02
  • 2016 10 19 第5天作业

    20161019第5天作业 软链接和硬链接的区别 硬链接 ①硬链接文件不能跨分区创建 ②一个硬链接文件的删除不影响其他链接的访问 ③链接文件指向的源文件被删除后,链接文件还能正常访问源文件的数据 ④硬链接的文件类型是 –  普通文件 ⑤硬链接和源文件的属性(大小,权限,时间戳,Inode号)相同 ⑥硬链接不能对目录创建 ⑦创建硬链接会增…

    Linux干货 2016-10-20
  • vim的简介与使用

          vi命令是UNIX操作系统和类UNIX操作系统中最通用的全屏幕纯文本编辑器。Linux中的vi编辑器叫vim,它是vi的增强版(vi Improved),与vi编辑器完全兼容,而且实现了很多增强功能。      vi编辑器支持编辑模式和命令模式,编辑模式下可…

    Linux干货 2016-08-15