基礎不牢，地動山搖。
大家好，我是課代表?？梢躁P注我的公眾號：Java課代表，原創實戰干貨首發地兒，等你呦。
開篇一道題，考察代碼執行順序：
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，上述代碼輸出什么？
相信有不少同學遇到過這類問題，可能查過資料之后接著就忘了，再次遇到還是答不對。接下來課代表通過4個步驟，帶大家拆解一下這段代碼的執行順序，并借此總結規律。
1.編譯器優化了啥？
下面兩段代碼對比一下編譯前后的變化：
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"); }}編譯后的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"); }}通過對比可以看到，編譯器把初始化塊和實例字段的賦值操作，移動到了構造函數代碼之前，并且保留了相關代碼的先后順序。事實上，如果構造函數有多個，初始化代碼也會被復制多份移動過去。
據此可以得出第一條優先級順序：
2.static 有啥作用？
類的加載過程可粗略分為三個階段：加載 -> 鏈接 -> 初始化
初始化階段可被8種情況觸發：
- 使用 new 關鍵字實例化對象的時候
- 讀取或設置一個類型的靜態字段（常量除外）
- 調用一個類型的靜態方法
- 使用反射調用類的時候
- 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
- 虛擬機啟動時，會先初始化主類（包含main()方法的那個類）
- 當初次調用 MethodHandle 實例時，初始化該 MethodHandle 指向的方法所在的類。
- 如果接口中定義了默認方法(default 修飾的接口方法)，該接口的實現類發生了初始化，則該接口要在其之前被初始化
其中的2,3條目是被static代碼觸發的。
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，里面收集了static修飾的所有類變量的賦值動作和靜態語句塊（static{} 塊），并且保留這些代碼出現的先后順序。
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：訪問類變量或靜態方法，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，并且 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級順序：
3.static 代碼只執行一次
我們都知道，static代碼(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：
應用程序類加載器 → 擴展類加載器 → 啟動類加載器
平時開發中寫的類，默認都是由 應用程序類加載器加載，它會委派給其父類：擴展類加載器。而擴展類加載器又會委派給其父類：啟動類加載器。只有當父類加載器反饋無法完成這個加載請求時，子加載器才會嘗試自己去完成加載，這個過程就是雙親委派。三者的父子關系并不是通過繼承，而是通過組合模式實現的。
該過程的實現也很簡單，下面展示關鍵實現代碼：
protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException{ // 首先檢查該類是否被加載過 // 如果加載過，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) { // 如果父類拋出ClassNotFoundException // 說明父類無法完成加載請求 } if (c == null) { // 如果父類無法加載，轉由子類加載 c = findClass(name); } } if (resolve) { resolveClass(c); } return c;}結合注釋相信大家很容易看懂。
由雙親委派的代碼可知，同一個類加載器下，一個類只能被加載一次，也就限定了它只能被初始化一次。所以類中的 static代碼(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修飾的所有類變量的賦值動作和靜態語句塊（static{} 塊）并保留代碼的出現順序，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，它會收集實例字段的賦值動作、初始化語句塊({}塊)和構造器(Constructor)中的代碼，并保留代碼的出現順序，它會在 new 指令之后接著執行
所以，當我們new 一個類時，如果JVM未加載該類，則先對其進行初始化，再進行實例化。
至此，第三條優先級規則也就呼之欲出了：
5. 規律實踐
將前文的三條規則合并，總結出如下兩條：
1.靜態代碼(static{}塊、靜態字段賦值語句) > 初始化代碼({}塊、實例字段賦值語句) > 構造函數代碼
2.父類的static代碼 > 子類的static代碼
根據前文總結，初始化代碼和構造函數代碼被編譯器收集到了<init>中，靜態代碼被收集到了<clinit>中，所以再次對上述規律做合并：
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，然后執行 Child 類的<clinit>方法(還記得<clinit>里面收集了什么嗎？)。
然后開始實例化 一個Child類的對象，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，然后再執行子類的<init>(還記得<init>里面收集了什么嗎？)。
相信看到這里，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，然后寫代碼親自驗證一下。
結束語
平時開發中經常用到static，每次寫的時候，心里總會打兩個問號，我為什么要用static?不用行不行？這正應了開篇的第一句話：
基礎不牢，地動山搖
通過本文可以看出，static的應用遠遠不止類變量，靜態方法那么簡單。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。
原創碼字不容易，歡迎關注點贊和分享。
