这是对在 Java 中创建新对象的过程的正确描述吗？

Posted 2023-02-22

【中文标题】这是对在 Java 中创建新对象的过程的正确描述吗？

【英文标题】：Is that a correct depiction of the process of creating a new object in Java?

【发布时间】：2020-05-06 11:45:34

【问题描述】：

总的来说，我是 Java 和 OOP 的新手。在无数次尝试弄清楚创建一个新对象的过程之后，我仍然怀疑我是否正确理解了里面到底发生了什么（比如'运算符new的作用是什么？'，'谁调用了构造函数？' , '构造函数如何知道要初始化什么对象？' 'this 是否存在于所有阶段？'等）。

假设我们有一个代码：

class NewObject 
    private int varA;
    private int varB;

    public NewObject(int a, int b) 
        varA = a;
        varB = b;
    


public class Test 
    public static void main(String args[]) 
        NewObject obj = new NewObject(3, 4);
    

幕后（我用斜体标出了最让我怀疑的地方）：

声明了类NewObject的新引用变量obj； 操作员new 使用类NewObject 的声明作为蓝图，向Java 请求一些堆内存来分配对象。 运算符new在变量obj中存储了Java提供的内存块的地址 操作员new 然后调用新创建的对象内的构造函数并传递两个数值（明确地为 3 和 4），以及该对象的地址 (@987654331 @ 隐含） 作为参数。 在对象内部，构造函数创建两个局部变量a 和b，并为它们分配从new 接收的值。 构造函数还隐式创建了一个本地this 来存储对象的地址。 构造函数在其主体中看到varA 和varB，但没有看到明确的this 附加到它们，因此它首先将它们视为局部变量。由于找不到这些局部变量的对应声明，所以认为它们一定是实例变量。 构造函数因此搜索隐式this，当它找到this 时，它使用它的值作为一个对象的引用（地址），该对象的实例变量必须使用其局部变量中的值进行初始化。

这是正确的还是我错过了什么？谢谢！

【参考方案1】：

让我们看一下你的 main 方法的反编译字节码（我省略了一些不太相关的部分）：

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
      stack=4, locals=2, args_size=1
         0: new           #2                  // class NewObject
         3: dup
         4: iconst_3
         5: iconst_4
         6: invokespecial #3                  // Method NewObject."<init>":(II)V
         9: astore_1
        10: return

#0 表示“分配一个由#2 引用的类型的新对象（它旁边的注释很好地告诉我们是类NewObject） #3 表示“复制堆栈上的最新值”（恰好是对新分配对象的引用）。现在堆栈包含对新对象的 2 个引用。 #4 和 #5 将数字 3 和 4 放入堆栈 #6 使用invokespecial 通过引用#3 调用构造函数。这将从堆栈中获取所需的参数并将它们从堆栈中弹出（堆栈上的最后 3 个值是对新对象的引用以及数字 3 和 4） #9 会将堆栈中剩余的值存储在局部变量 #1 中（这是对新对象的引用） #10 表示main 方法已完成并返回调用它的任何内容。

所以new 字节码只确保对象的内存被创建，它是由它之后的字节码实际调用构造函数。

请注意，这可能意味着理论上您可以创建未初始化的对象并传递它们，但 Java 运行时会在它加载的字节码上运行一个称为“验证”的步骤以验证这样的事情永远不会发生（即您不能只调用 new 并返回值，运行时将拒绝加载尝试这样做的类）。

还请注意，#9 中的步骤基本上没有意义，因为我们写入了一个从不读取的局部变量。这表明javac 不是优化编译器：它非常直接地翻译Java 源代码并且不尝试对其进行任何优化。诸如删除该存储操作之类的优化通常发生在运行时。

如果我们查看NewObject 方法的字节码，我们会看到这一点（删除了一些部分）：

  public NewObject(int, int);
    Code:
      stack=2, locals=3, args_size=3
         0: aload_0
         1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
         4: aload_0
         5: iload_1
         6: putfield      #2                  // Field varA:I
         9: aload_0
        10: iload_2
        11: putfield      #3                  // Field varB:I
        14: return

请注意，args_size=3 告诉我们该方法需要堆栈上的 3 个值（this 和 2 个实参数）。这意味着在此级别上，this 引用被视为与任何其他参数一样。

在第 0 行和第 1 行中，我们将 this 加载到堆栈上并调用（`Object）的超级构造函数 第 4 行和第 5 行加载 this 和第一个参数 a 和第 6 行将设置字段 #2（这是对 this 对象引用的 varA 的引用到值a) 第 9-11 行对 b 执行相同操作 第 14 行标志着构造函数的结束。

【讨论】：

非常感谢！这帮助很大！