《Thinking in Java》读书笔记-初始化与清理

随着计算机革命的发展，“不安全”的编程方式已逐渐成为编程代价高昂的主因之一。

一、初始化机制深度解析

1.1 构造器核心原理

1.1.1 构造器本质特性

命名强制要求：必须与类名完全相同（包括大小写）
无返回值声明：不同于void方法，构造器完全不声明返回类型
默认构造器规则：

class MyClass {
// 编译器自动添加的无参构造器（仅当没有显式定义任何构造器时）
MyClass() {}
}

1.1.2 构造器重载机制

class Person {
String name;
int age;

// 构造器1
Person() {
this("Unknown", 18); // 构造器委托
}

// 构造器2
Person(String name) {
this(name, 18);
}

// 构造器3（主构造器）
Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
}

1.1.3 构造器执行流程

分配对象内存空间（堆内存）

执行父类构造器（递归到Object）

按声明顺序初始化成员变量

执行构造器主体代码

1.2 变量初始化策略

1.2.1 成员变量初始化方式对比

初始化方式语法示例执行时机特点

声明时初始化	int x = 10;	构造器之前	简洁直观
构造器初始化	MyClass() { x = 10; }	构造器执行时	灵活控制
初始化块	{ x = 10; }	构造器之前，与声明顺序相同	可处理复杂逻辑
静态初始化	static { sVar = 5; }	类加载时	只执行一次

1.2.2 初始化顺序示例

class InitializationExample {
// 静态变量
static int staticVar = initStatic();

// 静态初始化块
static {
System.out.println("静态初始化块");
}

// 实例变量
int instanceVar = initInstance();

// 实例初始化块
{
System.out.println("实例初始化块");
}

// 构造器
InitializationExample() {
System.out.println("构造器");
}

static int initStatic() {
System.out.println("静态变量初始化");
return 1;
}

int initInstance() {
System.out.println("实例变量初始化");
return 2;
}
}

输出顺序：静态变量初始化、静态初始化块、实例变量初始化、实例初始化块、构造器

二、清理机制深度剖析

2.1 finalize()方法详解

2.1.1 方法特性

protected void finalize() throws Throwable {
// 清理非内存资源
super.finalize(); // 调用父类finalizer
}

2.1.2 执行机制

触发条件：对象被GC判定为不可达时

执行线程：由Finalizer守护线程执行（优先级低）

执行保证：不保证一定会执行（程序可能提前终止）

2.1.3 典型使用场景

清理本地方法分配的内存（JNI）
作为资源释放的最后保障（应优先使用try-with-resources）

2.2 垃圾回收机制

2.2.1 GC算法演进

算法类型JDK版本特点适用场景

标记-清除	早期	内存碎片化	简单场景
标记-整理	1.2+	消除碎片	老年代
复制算法	1.3+	空间换时间	新生代
G1	Java 7+	分区域收集	大内存应用
ZGC	Java 11+	低延迟	实时系统

2.2.2 对象生命周期管理

三、方法重载深入探讨

3.1 重载解析规则

3.1.1 匹配优先级

精确类型匹配

基本类型自动扩展（char→int→long→float→double）

包装类型自动装箱

可变参数匹配

3.1.2 典型歧义场景

void f(int a, long b) {}
void f(long a, int b) {}

f(1, 1); // 编译错误！模糊调用

3.2 可变参数机制

3.2.1 底层实现

// 源代码
void printAll(String… args) {
for (String s : args) System.out.println(s);
}

// 编译后等价于
void printAll(String[] args) {…}

3.2.2 使用规范

必须作为最后一个参数
一个方法只能有一个可变参数
调用时可传入：
- 多个单独参数：printAll("a", "b")
- 数组：printAll(new String[]{"a", "b"})
- 无参数：printAll()

四、this关键字全面解析

4.1 核心作用场景

4.1.1 解决命名冲突

class MyClass {
int value;

void setValue(int value) {
this.value = value; // 明确区分成员变量和参数
}
}

4.1.2 构造器链式调用

class Person {
String name;
int age;

Person() {
this("Unknown"); // 调用另一个构造器
}

Person(String name) {
this(name, 18);
}

Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
}

4.2 内存模型视角

MyClass obj = new MyClass();
obj.method();

实际执行过程：

编译器将obj.method()转换为MyClass.method(obj)

this参数在调用时隐式传递（类似Python的self）

五、static初始化细节

5.1 类加载初始化流程

加载.class文件

验证字节码

准备阶段（为static变量分配空间并设默认值）

解析符号引用

初始化（执行static块和static变量赋值）

5.2 静态存储区特性

特性说明

生命周期	从类加载到JVM关闭
线程安全	类加载阶段由JVM保证线程安全
内存位置	JDK7前在永久代，JDK8+在元空间
回收条件	类加载器被回收时

六、枚举类型初始化

6.1 枚举编译原理

// 源代码
enum Color { RED, GREEN, BLUE }

// 编译器生成类似
final class Color extends Enum<Color> {
public static final Color RED = new Color();
public static final Color GREEN = new Color();
public static final Color BLUE = new Color();
// …
}

6.2 初始化时序

static final枚举常量最先初始化

其他static成员随后初始化

不允许在static初始化块中访问枚举常量（会导致NPE）

七、数组初始化大全

7.1 数组类型系统

类型语法特点

基本类型数组	int[] arr = new int[5]	直接存储值
对象数组	String[] arr = new String[3]	存储引用（初始null）
多维数组	int[][] matrix = new int[3][4]	数组的数组

7.2 初始化方式对比

// 方式1：声明时初始化
int[] arr1 = {1, 2, 3};

// 方式2：动态初始化
int[] arr2 = new int[3];
arr2[0] = 1;

// 方式3：匿名数组
int[] arr3 = new int[]{1, 2, 3};

// 多维数组初始化
String[][] names = {
{"Mr.", "Mrs."},
{"Smith", "Jones"}
};

结语：通过深入理解初始化和清理机制，可以让我们编写出更健壮、更安全的Java代码，有效避免内存泄漏和资源管理问题。