相信有不少同學遇到過這類問題，可能查過資料之後接著就忘了，再次遇到還是答不對。接下來透過4個步驟，帶大家拆解一下這段程式碼的執行順序，並藉此總結規律。

開篇一道題，考察程式碼執行順序：

public class Parent {
    static {
        System.out.println("Parent static initial block");
    }

    {
        System.out.println("Parent initial block");
    }

    public Parent() {
        System.out.println("Parent constructor block");

    }
}

public class Child extends Parent {
    static {
        System.out.println("Child static initial block");
    }

    {
        System.out.println("Child initial block");
    }
    
    private Hobby hobby = new Hobby();

    public Child() {
        System.out.println("Child constructor block");
    }
}

public class Hobby {
    static{
        System.out.println("Hobby static initial block");
    }

    public Hobby() {
        System.out.println("hobby constructor block");
    }
}

當執行new Child()時，上述程式碼輸出什麼？

相信有不少同學遇到過這類問題，可能查過資料之後接著就忘了，再次遇到還是答不對。接下來課代表透過4個步驟，帶大家拆解一下這段程式碼的執行順序，並藉此總結規律。

1.編譯器最佳化了啥？

下面兩段程式碼對比一下編譯前後的變化：

編譯前的Child.java

public class Child extends Parent {
    static {
        System.out.println("Child static initial block");
    }
    {
        System.out.println("Child initial block");
    }
    
    private Hobby hobby = new Hobby();
    
    public Child() {
        System.out.println("Child constructor block");
    }
}

編譯後的Child.class

public class Child extends Parent {
    private Hobby hobby;

    public Child() {
        System.out.println("Child initial block");
        this.hobby = new Hobby();
        System.out.println("Child constructor block");
    }

    static {
        System.out.println("Child static initial block");
    }
}

透過對比可以看到，編譯器把初始化塊和例項欄位的賦值操作，移動到了建構函式程式碼之前，並且保留了相關程式碼的先後順序。事實上，如果建構函式有多個，初始化程式碼也會被複制多份移動過去。

據此可以得出第一條優先順序順序：

初始化程式碼 > 建構函式程式碼

2.static 有啥作用？

類的載入過程可粗略分為三個階段：載入 -> 連結 -> 初始化

初始化階段可被8種情況周志明》P359 "觸發類初始化的8種情況")觸發：

使用 new 關鍵字例項化物件的時候
讀取或設定一個型別的靜態欄位（常量")除外）
呼叫一個型別的靜態方法
使用反射呼叫類的時候
當初始化類的時候，如果發現父類還沒有進行過初始化，則先觸發其父類初始化
虛擬機器啟動時，會先初始化主類（包含main()方法的那個類）
當初次呼叫 MethodHandle 例項時，初始化該 MethodHandle 指向的方法所在的類。
如果介面中定義了預設方法(default 修飾的介面方法)，該介面的實現類發生了初始化，則該介面要在其之前被初始化

其中的2,3條目是被static程式碼觸發的。

其實初始化階段就是執行類構造器<clinit> 方法的過程，這個方法是編譯器自動生成的，裡面收集了static修飾的所有類變數的賦值動作和靜態語句塊（static{} 塊），並且保留這些程式碼出現的先後順序。

根據條目5，JVM 會保證在子類的<clinit>方法執行前，父類的<clinit>方法已經執行完畢。

小結一下：訪問類變數或靜態方法，會觸發類的初始化，而類的初始化就是執行<clinit>，也就是執行 static 修飾的賦值動作和static{}塊，並且 JVM 保證先執行父類初始化，再執行子類初始化。

由此得出第二條優先順序順序：

父類的static程式碼 > 子類的static程式碼

3.static 程式碼只執行一次

我們都知道，static程式碼(靜態方法除外)只執行一次。

你有沒有想過，這個機制是如何保證的呢？

答案是：雙親委派模型。

JDK8 及之前的雙親委派模型是：

應用程式類載入器 → 擴充套件類載入器 → 啟動類載入器

平時開發中寫的類，預設都是由應用程式類載入器載入，它會委派給其父類：擴充套件類載入器。而擴充套件類載入器又會委派給其父類：啟動類載入器。只有當父類載入器反饋無法完成這個載入請求時，子載入器才會嘗試自己去完成載入，這個過程就是雙親委派。三者的父子關係並不是透過繼承，而是透過組合模式實現的。

該過程的實現也很簡單，下面展示關鍵實現程式碼：

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException
{
    // 首先檢查該類是否被載入過
    // 如果載入過，直接返回該類
    Class<?> c = findLoadedClass(name);
    if (c == null) {
        try {
            if (parent != null) {
                c = parent.loadClass(name, false);
            } else {
                c = findBootstrapClassOrNull(name);
            }
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            // 如果父類丟擲ClassNotFoundException
            // 說明父類無法完成載入請求
        }

        if (c == null) {
            // 如果父類無法載入，轉由子類載入
            c = findClass(name);
        }
    }
    if (resolve) {
        resolveClass(c);
    }
    return c;
}

結合註釋相信大家很容易看懂。

由雙親委派的程式碼可知，同一個類載入器下，一個類只能被載入一次，也就限定了它只能被初始化一次。所以類中的 static程式碼(靜態方法除外)只在類初始化時執行一次

4. <init>和<clinit>

前面已經介紹了編譯器自動生成的類構造器：<clinit>方法，它會收集static修飾的所有類變數的賦值動作和靜態語句塊（static{} 塊）並保留程式碼的出現順序，它會在類初始化時執行

相應的，編譯器還會生成一個<init>方法，它會收集例項欄位的賦值動作、初始化語句塊({}塊)和構造器(Constructor)中的程式碼，並保留程式碼的出現順序，它會在 new 指令之後接著執行

所以，當我們new 一個類時，如果JVM未載入該類，則先對其進行初始化，再進行例項化。

至此，第三條優先順序規則也就呼之欲出了：

靜態程式碼(static{}塊、靜態欄位賦值語句) > 初始化程式碼({}塊、例項欄位賦值語句)

5. 規律實踐

將前文的三條規則合併，總結出如下兩條：

1.靜態程式碼(static{}塊、靜態欄位賦值語句) > 初始化程式碼({}塊、例項欄位賦值語句) > 建構函式程式碼

2.父類的static程式碼 > 子類的static程式碼

根據前文總結，初始化程式碼和建構函式程式碼被編譯器收集到了<init>中，靜態程式碼被收集到了<clinit>中，所以再次對上述規律做合併：

父類<clinit> > 子類<clinit> > 父類 <init> > 子類 <init>

對應到開篇的問題，我們來實踐一下：

當執行new Child()時，new關鍵字觸發了 Child 類的初始化，JVM 發現其有父類，則先初始化 Parent 類，開始執行Parent類的<clinit>方法，然後執行 Child 類的<clinit>方法(還記得<clinit>裡面收集了什麼嗎？)。

然後開始例項化一個Child類的物件，此時準備執行 Child 的<init>方法，發現它有父類，優先執行父類的<init>方法，然後再執行子類的<init>(還記得<init>裡面收集了什麼嗎？)。

相信看到這裡，各位心中已經對開篇的問題有答案了，不妨先手寫一下輸出順序，然後寫程式碼親自驗證一下。

結束語

平時開發中經常用到static，每次寫的時候，心裡總會打兩個問號，我為什麼要用static?不用行不行？

透過本文可以看出，static的應用遠遠不止類變數，靜態方法那麼簡單。在經典的單例模式中，你將看到static的各種用法，下一篇就寫如何花式編寫單例模式。

以上就是一次性帶你弄懂java中的static關鍵字的詳細內容，更多請關注php中文網其它相關文章！