浅谈Java中的初始化和清理

引言

　　这篇文章我们主要介绍Java初始化和清理的相关内容，这些内容虽然比较基础，但是还是在这边做一个简单的总结，方便以后查阅。

初始化过程

　　Java尽力保证：所有变量在使用之前都会得到恰当的初始化（对于方法的局部变量，Java会以编译时错误的形式来提醒程序员进行初始化）。

　　1、类数据成员的初始化

　　类成员初始化过程是这样的：当我们实例化一个对象时，编译器会首先执行数据成员的初始化过程，然后在执行构造器。下面我们通过一个简单的例子来介绍下类数据成员的初始化过程。代码如下：

class Sample {
    int value;
    
    public Sample() {
        this(0);
    }
    
    public Sample(int value) {
        this.value=value;
        System.out.println(this.value);
    }
    
    @Override
    public String toString() {
        return String.valueOf(this.value);
    }
}

public class PracClass {
    private int id;
    private String name;
    private static Sample sample=new Sample();
    
    public PracClass() {
        this(1,"defaltName");
    }
    
    public PracClass(int id,String name){
        this.id=id;
        this.name=name;
        System.out.println(this.id+" "+this.name);
    }
    
    @Override
    public String toString() {
        return this.id+" "+this.name+" SampleValue: "+sample;
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        PracClass pracClass=new PracClass();
        System.out.println(pracClass);
    }
}

　　输出结果如下：

0
1 defaltName
1 defaltName SampleValue: 0

　　我们看到main函数实例化了一个PracClass对象。在PracClass类中其中有一个static对象sample。我们从输出结果中，可以看到编译器先执行了类成员数据的初始化过程（静态的和非静态的都是）。然后再执行对象的构造器。

　　2、继承关系下的初始化过程

　　我们来看一下存在继承关系下，类成员数据是如何初始化的，下面我们还是通过简单的例子来看一下：

class Insect {
    private int i=9;
    protected int j;
    
    public Insect() {
        System.out.println("i="+i+","+j);
        j=20;
    }
    private static int x1=printInit("static Insect.x1 init");
    
    static int printInit(String s){
        System.out.println(s);
        return 16;
    }
}


public class PracClass extends Insect {
    private int k=printInit("Beetle.k init");
    public PracClass() {
        System.out.println("k="+k);
        System.out.println("j="+j);
    }
    private static int x2=printInit("Beetle.x2 init");
    
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Beetle contructor");
        PracClass pracClass=new PracClass();
    }
}

　　我们来看一下运行结果：

static Insect.x1 init
Beetle.x2 init
Beetle contructor
i=9,0
Beetle.k init
k=16
j=20

　　当程序运行时，第一步就是去访问main方法，这时候加载器开始启动并且找出PracClass类的编译代码么。在这个加载过程中，编译器注意到它有一个基类，于是它继续进行加载基类（如果该基类还有其自身的基类，那么第二个基类就会被加载，如此类推）。这时候根基类中的static初始化，然后是下一个导出类。为什么要这样的？因为导出类的static初始化可能会依赖于基类成员是否被正确初始化。

　　这时候，必要的类都已经加载完毕。下面开始创建对象，这时候基类的实例变量初始化过程，然后执行基类构造器，然后执行导出类的实例变量初始化过程，然后是导出类的构造器。

清理过程

　　我们知道Java相比C++最大的一个差异之处在于Java是提供垃圾收集器的。但是垃圾收集器只回收那些使用new关键字分配的内存。对于不是使用new关键字来获取的内存，垃圾收集器是不知道如何释放的。Java为了应对这种情况允许在类中定义一个finalize的方法。它的工作原理是这样的：一旦垃圾回收器准备好释放对象占用的存储空间，将首先调用其finalize方法，并且在下一次垃圾回收时，才会真正的回收对象占用的内存。

　　通过上面的描述，我们知道finalize方法是不能作为通用的清理方法的。我们建议写一个显示的终止方法（类似于Stream中的close、Timer中的cancle等）那么在什么情况下才能使用finalize方法呢？下面两种情况可以使用finalize方法。

1、finalize方法作为安全网

　　我们显示的终结方法一般是使用try-finally结构来使用的。在finally方法内部调用显示的终止方法，可以保证即使在使用对象过程中发生异常，该终结方法还是会执行。

　　当对象的所有者忘记调用前面段落中建议的显示的终止方法时，finalize方法可以充当“安全网”的角色。虽然这样做不能保证终止方法会被及时的调用。但至少在无法通过调用显示终止方法来正常结束操作的情况下，迟一点释放关键资源总比不释放要好。如果我们在终结方法中发现资源还未被终止，那么应该在日志中记录一条警告，这样表示显示的终止方法可能没有被调用，此处需要进行修复。

2、与本地方法有关

　　如果在Java中使用JNI技术（即使用C/C++进行内存分配）。那么Java的垃圾收集器是无法进行内存回收的。这时候推荐使用显示的终止方法来释放这部分内存（你可以调用C/C++方法释放）。

简单总结

　　finalize方法不推荐使用，如果你想释放内存/资源，推荐显示的方法来释放分配的内存。