【Java】Java对象的生命周期

Posted by 西维蜀黍 on 2019-04-02, Last Modified on 2021-09-21

Java对象的生命周期

在Java中,对象的生命周期包括以下几个阶段:

  1. 创建阶段(Created)
  2. 应用阶段(In Use)
  3. 不可见阶段(Invisible)
  4. 不可达阶段(Unreachable)
  5. 收集阶段(Collected)
  6. 终结阶段(Finalized)
  7. 对象空间重分配阶段(De-allocated)

1 创建阶段(Created)

在创建阶段,系统通过下面的几个步骤来完成对象的创建过程:

  • 为对象在堆中分配存储空间
  • 开始构造对象
  • 从超类到子类依次对static块、static成员进行初始化,初始化的顺序按照其书写的前后顺序(比如,一个static成员在static块之前,则将static成员先实例化)
  • 超类成员变量按顺序初始化,递归调用超类的构造方法
  • 子类成员变量按顺序初始化,子类构造方法调用

一旦对象被创建,并被分派给某些变量赋值,这个对象的状态就切换到了应用阶段

实验

public class Test {
     
    static{
        System.out.println("Test static");
    }
    public static void main(String[] args) {
         new E();
    }
}
 
class A{
    static{
        System.out.println("A static");
    }
    public A(String str) {
        System.out.println("A "+str);
    }
}

class B{
    static{
        System.out.println("B static");
    }
    public B() {
        System.out.println("B constructor");
    }
}

class C{
    static{
        System.out.println("C static");
    }
    public C() {
        System.out.println("C constructor");
    }
}
 
class D {
    static{
        System.out.println("D static");
    }
    static B b = new B();
    A a = new A("B's A");
     
    public D() {
        System.out.println("D constructor");
    }
}

class E extends D {
    static{
        System.out.println("E static");
    }
    static C c = new C();
    A a = new A("C's A");

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

运行结果

Test static
D static
B static
B constructor
E static
C static
C constructor
A static
D's A constructor
D constructor
E's A constructor
E constructor

分析

  • 加载Test类:由于public static void main(String[] args)在Test类中定义,因此,在进入main函数的执行之前,先加载Test类。在类Test的类加载的初始化阶段,执行static块,对应输出Test static
  • 实例化一个类E对象
    • 加载类D:由于类E从类D继承,因此先加载类D。在类D的类加载的初始化阶段,执行static块,并且初始化static成员变量。
      • 执行类D的static块,对应输出D static
      • 初始化类D的static成员变量,即执行static B b = new B();
        • 加载类B,在类B的类加载的初始化阶段,执行static块,对应输出B static
        • 实例化类B对象。在类B加载完成后,通过调用类B的构造函数以实例化一个类B对象,对应输出B constructor
    • 加载类E
      • 执行类E的static块,对应输出E static
      • 初始化类E的static成员变量,即执行static C c = new C();
        • 加载类C,在类C的类加载的初始化阶段,执行static块,对应输出C static
        • 实例化类C对象。在类C加载完成后,通过调用类C的构造函数以实例化一个类C对象,对应输出C constructor
    • 实例化一个类D对象:由于类E从类D继承,因此,在实例化一个类E对象之前,需要先实例化一个类D对象
      • 实例化类D对象的成员变量,对应执行A a = new A("D's A");
        • 加载类A:在类A的类加载的初始化阶段,执行static块,对应输出A static
        • 实例化类A对象。在类A加载完成后,通过调用类A的构造函数以实例化一个类A对象,对应输出D's A constructor
      • 真正实例化类D对象。在类D的成员变量加载完成后,通过调用类D的构造函数以实例化一个类D对象,对应输出D constructor
    • 实例化一个类E对象
      • 实例化类E对象的成员变量,对应执行A a = new A("E's A");
        • 实例化类A对象。由于类A之前已经加载过了,因此直接调用类A的构造函数以实例化一个类A对象,对应输出E's A constructor
      • 真正实例化类E对象。在类E的成员变量加载完成后,通过调用类E的构造函数以实例化一个类E对象,对应输出E constructor

2 应用阶段(Using)

对象至少被一个强引用(strong reference)持有着。

3 不可见阶段(Invisible)

简单说就是程序的执行已经超出了该对象的作用域了。

举例

如下面代码的System.out.println(count);,count已经超出了其作用域,则称之为count处于不可视阶段。

当然这种情况编译器在编译的过程中会直接报错了。

boolean has = false;
while has {
    int count = 0;
    count ++;
}

System.out.printlncount;

4 不可达阶段(Unreachable)

对象处于不可达阶段是指该对象不再被任何强引用所持有。

与“不可见阶段”相比,“不可见阶段”是指程序不再持有该对象的任何强引用。

5 已收集阶段(Collected)

当垃圾回收器发现该对象已经处于“不可达阶段”,并且垃圾回收器已经对该对象的内存空间重新分配做好准备时,则对象进入了“收集阶段”。

如果该对象对应的类重写了finalize()方法,则会去执行该方法。 这里要特别说明一下:不要重载finazlie()方法!原因有两点:

会影响JVM的对象分配与回收速度

在分配该对象时,JVM需要在垃圾回收器上注册该对象,以便在回收时能够执行该重载方法;在该方法的执行时需要消耗CPU时间且在执行完该方法后才会重新执行回收操作,即至少需要垃圾回收器对该对象执行两次GC。

可能造成该对象的再次“复活”

finalize()方法中,如果有其它的强引用再次持有该对象,则会导致对象的状态由“收集阶段”又重新变为“应用阶段”。这会破坏Java对象的生命周期。

6 终结阶段(Finalized)

当对象执行完finalize()方法后仍然处于不可达状态时,则该对象进入终结阶段。在该阶段是等待垃圾回收器对该对象空间进行回收。

7 对象空间重新分配阶段(Free)

垃圾回收器对该对象的所占用的内存空间进行回收或者再分配了,则该对象彻底消失了,称之为“对象空间重新分配阶段”。

Reference