Java的初始化与清理

　　大家都知道，Java是站在巨人的肩上成功的，它是在C&C++的基础上进一步的开发，投入面向对象开发的怀抱。Java吸取了很多以前的教训，加入自己很多独创的方式。在程序语言发展初期，许多C程序员经常忘记初始化变量，在程序结束后也经常忘记对创建的数据类型进行释放内存，造成内存泄漏。这些"不安全"的编程方式当然需要程序员有良好的编程习惯，但如果编程语言能够加入自动清理与初始化的工作，这回大大降低开发成本。随着技术的发展，C++语言引入了构造器（constructor），即在创建对象自动调用的初识方法，Java语言采用这一方法，并加入垃圾回收器，负责自动回收用户创建的内存，进一步降低程序员的开发成本。

Java的初始化与构造器

　　创建Java的对象最普遍发的方法是使用new方法，如下所示。而创建对象必须使用构造器，构造器实际就是Java对象初始化的方法，用户可以在该方法中添加自定义初始化行为。

                 Object obj = new Object();     // 左侧为声明对象，右侧为实际创建一个对象

　　构造器它是一个隐含为静态的无返回值的方法，名称与类名相同，编译期会自动调用该方法。如果用户没有创建构造器，编译期会为你自动生成一个默认构造器。总之，构造器个数至少有一个。构造器可以有多个，它可以用户自己选择如何初始化对象，这里是使用重载（Overload）的方法。如下所示：

package com.thinkinjava.initialization;
import static com.thinkinjava.util.Print.*;

class Tree {
    int height;
    Tree() {
        print("Planting a seedling");
        height = 0;
    }
    Tree(int initialHeight) {
        height = initialHeight;
        print("Creating new Tree that is " +
                height + " feet tall");
    }    
    void info() {
        print("Tree is " + height + " feet tall");
    }
    void info(String s) {
        print(s + ": Tree is " + height + " feet tall");
    }
}

public class Overloading {
    public static void main(String[] args) {
        for(int i = 0; i < 5; i++) {
            Tree t = new Tree(i);
            t.info();
            t.info("overloaded method");
        }
        // Overloaded constructor:
        new Tree();
    }    
}

Java的初始化顺序

　　既然讲到Java初始化，那肯定要关注Java的初始化顺序，这涉及到一些继承的知识，首先看一个实例：

package com.thinkinjava.multiplex;

import static com.thinkinjava.util.Print.print;

/**
 * 初始化顺序
 *
 */

// 形状
class Insect {
    private int i = 9;
    protected int j;
    private int k = priInit("Insect.k initialized");

    Insect() {
        print("i = " + i + ",j = " + j);
        j = 39;
    }

    private static int x1 = priInit("static Insect.x1 initialized");

    static int priInit(String s) {
        print(s);
        return 47;
    }
}

class InitOrder extends Insect {
    private int i = 10;
    private int k = priInit("InitOrder.k initialized");

    public InitOrder() {
        print(" k = " + k);
        print(" j = " + j);
    }

    private static int x2 = priInit("static InitOrder.x2 initialized");

    public static void main(String[] args) {
        print("InitOrder constructor");
        InitOrder x = new InitOrder();
    }
}
/*Output:
static Insect.x1 initialized
static InitOrder.x2 initialized
InitOrder constructor
Insect.k initialized
i = 9,j = 0
InitOrder.k initialized
 k = 47
 j = 39
 */

　　如上所示，当运行该Java程序时，首先访问程序入口，即InitOrder.main()方法，于是类加载器加载InitOrder.class类文件，而对它的加载过程中，通过extends关键字可知该类有个父类，于是加载该父类，如果该父类还有它自身的父类，继续加载，然后执行最高一层类的static初始化，然后是其子类，依次执行，最后所有的类的已加载完成，开始执行main方法：在main方法中开始创建对象，对象被创建之后，虚拟机会为其分配内存，主要用来存放对象的实例变量及其从父类继承过来的实例变量(即使这些从父类继承过来的实例变量有可能被隐藏也会被分配空间)。在为这些实例变量分配内存的同时，这些实例变量也会被赋予默认值。在内存中创建对象后，开始调用父类的构造器，父类的构造器能够使用super调用或被编译期自动调用，父类在执行构造器语句之前，会对父类实例变量按照次序进行初始化。父类完成父类子对象的初始化后，子类开始的顺序执行，先实例变量初始化，然后执行构造器语句。最后整个对象构造完成。

Java的对象与清理

　　Java的显著优点就是Java有良好的垃圾清理机制，C++中创建对象，使用对象后，需要使用delete操作符删除对象，就会调用对应的析构函数。而Java中没有析构函数，Java的finalize()并不是类似C++的析构函数，Java的finalize()只是用来回收本地方法（c/c++）占用的内存（调用本地方法类似free）。通常意义上来讲，Java程序员只需创建对象，而不需我们自己去销毁对象，因为垃圾回收机制会帮我们回收对象，虽然不知道什么时候回收，是否会被回收。

　　然后可能会出现这种情况，类可能要在生命周期内执行一些必需的清理活动，这就需要程序员自己书写清理方法，在清理方法中必须注意清理顺序，即其顺序与初始化顺序相反，为防止出现异常，可以将清理动作放入finally中。如实例所示：

import static com.thinkinjava.util.Print.print;

/**
 * 确保正确清理
 * */

// 形状
class Shape {
    Shape(int i) {
        print("Shape constructor");
    }

    // 处理
    void dispose() {
        print("Shape dispose");
    }
}

class Circle extends Shape {
    Circle(int i) {
        super(i);
        print("Circle constructor");
    }

    void dispose() {
        print("Circle dispose");
        super.dispose();
    }
}

// 三角形
class Triangle extends Shape {
    Triangle(int i) {
        super(i);
        print("Triangle constructor");
    }

    void dispose() {
        print("Triangle dispose");
        super.dispose();
    }
}

class Line extends Shape {
    private int start, end;

    Line(int start, int end) {
        super(start);
        this.start = start;
        this.end = end;
        print("Drawing Line:  " + start + ", " + end);
    }

    void dispose() {
        // 擦除线条
        print("Erasing Line: " + start + ", " + end);
        super.dispose();
    }
}

public class CADSystem extends Shape {
    private Circle c;
    private Triangle t;
    private Line[] lines = new Line[3];

    public CADSystem(int i) {
        super(i + 1);
        for (int j = 0; j < lines.length; j++) {
            lines[j] = new Line(j, j * j);
        }
        c = new Circle(1);
        t = new Triangle(1);
        print("Combined constructor");
    }

    public void dispose() {
        print("CADSystem.dispose()");
        // 清理的顺序与初始化顺序相反
        t.dispose();
        c.dispose();
        for (int i = lines.length - 1; i >= 0; i--) {
            lines[i].dispose();
        }
        super.dispose();
    }

    public static void main(String[] args) {
        CADSystem x = new CADSystem(47);
        try {
            // 程序编码与异常处理
        } finally {
            x.dispose();
        }
    }

}
/**
Output:

Shape constructor
Shape constructor
Drawing Line: 0, 0
Shape constructor
Drawing Line: 1, 1
Shape constructor
Drawing Line: 2, 4
Shape constructor
Circle constructor
Shape constructor
Triangle constructor
Combined constructor
CADSystem.dispose()
Triangle dispose
Shape dispose
Circle dispose
Shape dispose
Erasing Line: 2, 4
Shape dispose
Erasing Line: 1, 1
Shape dispose
Erasing Line: 0, 0
Shape dispose
Shape dispose*/