(转)深入理解Java对象的创建过程

Posted 2020-10-02 奋斗的少年WH

参考来源：http://blog.csdn.net/justloveyou_/article/details/72466416

摘要：

　　在Java中，一个对象在可以被使用之前必须要被正确地初始化，这一点是Java规范规定的。在实例化一个对象时，JVM首先会检查相关类型是否已经加载并初始化，如果没有，则JVM立即进行加载并调用类构造器完成类的初始化。在类初始化过程中或初始化完毕后，根据具体情况才会去对类进行实例化。本文试图对JVM执行类初始化和实例化的过程做一个详细深入地介绍，以便从Java虚拟机的角度清晰解剖一个Java对象的创建过程。

---

版权声明：

本文原创作者：书呆子Rico 
作者博客地址：http://blog.csdn.net/justloveyou_/

---

友情提示：

　　一个Java对象的创建过程往往包括 类初始化 和 类实例化 两个阶段。本文的姊妹篇《 JVM类加载机制概述：加载时机与加载过程》主要介绍了类的初始化时机和初始化过程，本文在此基础上，进一步阐述了一个Java对象创建的真实过程。

 

---

一、Java对象创建时机

　　我们知道，一个对象在可以被使用之前必须要被正确地实例化。在Java代码中，有很多行为可以引起对象的创建，最为直观的一种就是使用new关键字来调用一个类的构造函数显式地创建对象，这种方式在Java规范中被称为 : 由执行类实例创建表达式而引起的对象创建。除此之外，我们还可以使用反射机制(Class类的newInstance方法、使用Constructor类的newInstance方法)、使用Clone方法、使用反序列化等方式创建对象。下面笔者分别对此进行一一介绍：

---

1). 使用new关键字创建对象

　　这是我们最常见的也是最简单的创建对象的方式，通过这种方式我们可以调用任意的构造函数（无参的和有参的）去创建对象。比如：

Student student = new Student();

---

2). 使用Class类的newInstance方法(反射机制)

　　我们也可以通过Java的反射机制使用Class类的newInstance方法来创建对象，事实上，这个newInstance方法调用无参的构造器创建对象，比如：

   Student student2 = (Student)Class.forName("Student类全限定名").newInstance();　
或者：
　　Student stu = Student.class.newInstance();

---

3). 使用Constructor类的newInstance方法(反射机制)

　　java.lang.relect.Constructor类里也有一个newInstance方法可以创建对象，该方法和Class类中的newInstance方法很像，但是相比之下，Constructor类的newInstance方法更加强大些，我们可以通过这个newInstance方法调用有参数的和私有的构造函数，比如：

public class Student {

    private int id;

    public Student(Integer id) {
        this.id = id;
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        Constructor<Student> constructor = Student.class
                .getConstructor(Integer.class);
        Student stu3 = constructor.newInstance(123);
    }
}

　　使用newInstance方法的这两种方式创建对象使用的就是Java的反射机制，事实上Class的newInstance方法内部调用的也是Constructor的newInstance方法。

---

4). 使用Clone方法创建对象

　　无论何时我们调用一个对象的clone方法，JVM都会帮我们创建一个新的、一样的对象，特别需要说明的是，用clone方法创建对象的过程中并不会调用任何构造函数。关于如何使用clone方法以及浅克隆/深克隆机制，笔者已经在博文《 Java String 综述(下篇)》做了详细的说明。简单而言，要想使用clone方法，我们就必须先实现Cloneable接口并实现其定义的clone方法，这也是原型模式的应用。比如：

public class Student implements Cloneable{

    private int id;

    public Student(Integer id) {
        this.id = id;
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        // TODO Auto-generated method stub
        return super.clone();
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        Constructor<Student> constructor = Student.class
                .getConstructor(Integer.class);
        Student stu3 = constructor.newInstance(123);
        Student stu4 = (Student) stu3.clone();
    }
}

---

5). 使用(反)序列化机制创建对象

　　当我们反序列化一个对象时，JVM会给我们创建一个单独的对象，在此过程中，JVM并不会调用任何构造函数。为了反序列化一个对象，我们需要让我们的类实现Serializable接口，比如：

public class Student implements Cloneable, Serializable {

    private int id;

    public Student(Integer id) {
        this.id = id;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student [id=" + id + "]";
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        Constructor<Student> constructor = Student.class
                .getConstructor(Integer.class);
        Student stu3 = constructor.newInstance(123);

        // 写对象
        ObjectOutputStream output = new ObjectOutputStream(
                new FileOutputStream("student.bin"));
        output.writeObject(stu3);
        output.close();

        // 读对象
        ObjectInputStream input = new ObjectInputStream(new FileInputStream(
                "student.bin"));
        Student stu5 = (Student) input.readObject();
        System.out.println(stu5);
    }
}

---

6). 完整实例

public class Student implements Cloneable, Serializable {

    private int id;

    public Student() {

    }

    public Student(Integer id) {
        this.id = id;
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        // TODO Auto-generated method stub
        return super.clone();
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student [id=" + id + "]";
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        System.out.println("使用new关键字创建对象：");
        Student stu1 = new Student(123);
        System.out.println(stu1);
        System.out.println("\n---------------------------\n");


        System.out.println("使用Class类的newInstance方法创建对象：");
        Student stu2 = Student.class.newInstance();    //对应类必须具有无参构造方法，且只有这一种创建方式
        System.out.println(stu2);
        System.out.println("\n---------------------------\n");

        System.out.println("使用Constructor类的newInstance方法创建对象：");
        Constructor<Student> constructor = Student.class
                .getConstructor(Integer.class);   // 调用有参构造方法
        Student stu3 = constructor.newInstance(123);   
        System.out.println(stu3);
        System.out.println("\n---------------------------\n");

        System.out.println("使用Clone方法创建对象：");
        Student stu4 = (Student) stu3.clone();
        System.out.println(stu4);
        System.out.println("\n---------------------------\n");

        System.out.println("使用(反)序列化机制创建对象：");
        // 写对象
        ObjectOutputStream output = new ObjectOutputStream(
                new FileOutputStream("student.bin"));
        output.writeObject(stu4);
        output.close();

        // 读取对象
        ObjectInputStream input = new ObjectInputStream(new FileInputStream(
                "student.bin"));
        Student stu5 = (Student) input.readObject();
        System.out.println(stu5);

    }
}/* Output: 
        使用new关键字创建对象：
        Student [id=123]

        ---------------------------

        使用Class类的newInstance方法创建对象：
        Student [id=0]

        ---------------------------

        使用Constructor类的newInstance方法创建对象：
        Student [id=123]

        ---------------------------

        使用Clone方法创建对象：
        Student [id=123]

        ---------------------------

        使用(反)序列化机制创建对象：
        Student [id=123]
*///:~

　　从Java虚拟机层面看，除了使用new关键字创建对象的方式外，其他方式全部都是通过转变为invokevirtual指令直接创建对象的。