Java经典面试题：static加载机制你知道吗？

static在Java中是一个很常见的关键字，同时它也是面试时的一个高频考点。那么在Java类中，static的加载机制到底是怎样的呢？接下来百泽老师就来带大家弄明白这个问题。

一. 类加载机制

JVM在首次使用某个类时，会通过 classpath 来查找该类的.class文件。然后将.class文件中对类的描述信息加载到内存中进行保存，如：包名、类名、父类、属性、方法、构造方法......一个类的加载过程大致如下：

• 加载时机

• 创建对象

• 创建子类对象

• 访问静态属性

• 调用静态方法

• 主动加载：Class.forName(“全限定名”)

二. static 特点

被static关键字修饰的类或方法、成员等具有如下特点：

• 静态方法允许直接访问静态成员；

• 静态方法不能直接访问非静态成员；

• 静态方法中不允许使用this或是super关键字；

• 静态方法可以继承，不能重写、没有多态。

三. 经典面试题

接着我们再来看看关于static的一个经典面试题，代码案例如下：

public class Test {
   
    public static int k = 0;
    public static Test t1 = new Test("t1");
    public static Test t2 = new Test("t2");
    public static int i = print("i");
    public static int n = 99;
    
    private int a = 0;
    
    public int j = print("j");
    
    {
        print("构造代码块");
    }
    
    static{
        print("静态构造代码块");
    }
    
    public Test(String str){
        System.out.println((++k)+":"+str+"  i="+i+"  n="+n);
        ++i;
        ++n;
    }
    
    public static int print(String str){
        System.out.println((++k)+":"+str+" i="+i+" n="+n);
        ++n;
        return ++i;
    }
    
    public static void main(String[] args) {
                
    }
}

这是一道关于static加载执行顺序的经典面试题，根据代码观察执行结果，接下来我们就来分析一下上述代码的执行结果是什么。

1.在执行 main 方法，也就是程序主入口的时候，首先会加载所在的类，声明静态变量，初始化静态属性，执行静态代码块(按照顺序执行)，所以首先加载的是：

 public static int k = 0;

2.其次加载：

public static Test t1 = new Test("t1");

3.而加载到实例化 t1 对象时，类的加载会暂停，然后创建 Test 的实例对象。在创建 Test 对象时则会先加载属性再执行代码块，最后执行构造方法，所以先执行的会是实例属性。

private int a = 0;
public int j = print("j");
 
public static int print(String str){
    System.out.println((++k)+":"+str+" i="+i+" n="+n);
    ++n;
    return ++i;
}

4.因加载类的过程中，会对定义的静态字段在方法区中分别分配空间，并赋予初始化值，所以 i 和 n 的值都为0，因此第一个打印语句是：

1:j i=0 n=0

5.实例属性加载完毕后，则进行构造代码块的加载：

{
    print("构造代码块");
}
 
public static int print(String str){
    System.out.println((++k)+":"+str+" i="+i+" n="+n);
    ++n;
    return ++i;
}

6.因为第一次调用时已经对 k 、i 、n 的值进行了自加，因此第二个打印语句是：

2:构造代码块 i=1 n=1

7.实例化对象的最后一步，则是执行构造方法：

public static Test t1 = new Test("t1");
 
public Test(String str){
    System.out.println((++k)+":"+str+"  i="+i+"  n="+n);
    ++i;
    ++n;
}

8.因此第三个打印语句是：

3:t1  i=2  n=2

9.t1 对象创建完毕后，类加载则继续执行，因此下一步则是：

public static Test t2 = new Test("t2");

10.按照前面实例化 t1 的执行机制，因此接下来的打印的几句则是：

4:j i=3 n=3
5:构造代码块 i=4 n=4
6:t2  i=5  n=5

11.实例化完 t2 对象后，继续进行类加载，因此下一步加载静态属性 i 的赋值：

public static int i = print("i");
 
public static int print(String str){
    System.out.println((++k)+":"+str+" i="+i+" n="+n);
    ++n;
    return ++i;
}

12.因此下一步打印结果为：

7:i i=6 n=6

13.加载完最后一个静态属性 n= 99 后，则加载静态构造代码块：

public static int n = 99;
 
static{
     print("静态构造代码块");
}
 
public static int print(String str){
    System.out.println((++k)+":"+str+" i="+i+" n="+n);
    ++n;
    return ++i;
}

14.因此最后会打印：

8:静态构造代码块 i=7 n=99

15.所以整体的执行结果会是：

1:j i=0 n=0
2:构造代码块 i=1 n=1
3:t1  i=2  n=2
4:j i=3 n=3
5:构造代码块 i=4 n=4
6:t2  i=5  n=5
7:i i=6 n=6
8:静态构造代码块 i=7 n=99

四. 小结

现在你知道一个Java类的加载执行机制了吗？可以说，掌握 static 在程序中的加载执行顺序，可以使我们更好地理解代码，明白程序的执行流程。