从虚拟机角度理解，为什么静态块函数先于构造函数执行

作者：DeppWang、原文地址

一、前言

常常有关于静态块函数、构造函数执行顺序的面试题，如果死记硬背，往往容易混淆。需要从虚拟角度来理解，当真正理解后，其实很简单。

一个面试题栗子，请输出下面代码的运行结果：

class StaticSuper {
    static {
        System.out.println("super static block");
    }

    StaticSuper() {
        System.out.println("super constructor");
    }
}

public class StaticTest extends StaticSuper {
    static {
        System.out.println("static block");
    }

    StaticTest() {
        System.out.println("constructor");
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("in main");
        StaticTest s = new StaticTest();
    }
}

执行结果如下：

super static block
static block
in main
super constructor
constructor

二、分析

当执行 StaticTest.main() 时，类加载器加载 StaticTest.class 文件到虚拟机，新建一个与之对应的 Class 对象，如果有类变量，为类变量设置初始值。

执行 StaticTest.main()，其实是执行 invokestatic 指令，Java 虚拟机规范规定，执行 invokestatic 指令时，需要先初始化类，初始化类时，执行类构造器 <clinit>() 方法， <clinit>() 方法为类变量赋值以及执行静态代码块，虚拟机保证执行 <clinit>() 方法前先执行父类 <clinit>() 方法。

执行完 <clinit>() 方法后执行 main() 方法

执行 new 指令时，实例化生成对象，并为实例变量设置初始值（如果没有初始值），再调用实例构造方法 <init>() 为实例变量赋值。

三、加入构造代码块

有时候，为了加大难度，里面还会加上构造代码块

class StaticSuper {
    static {
        System.out.println("super static block");
    }
    
    {
        System.out.println("super constructor block");
    }

    StaticSuper() {
        System.out.println("super constructor");
    }
}

public class StaticTest extends StaticSuper {
    static {
        System.out.println("static block");
    }
    
    {
        System.out.println("constructor block");
    }

    StaticTest() {
        System.out.println("constructor");
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("in main");
        StaticTest s = new StaticTest();
    }
}

构造代码块可以看成一个公共构造函数，使用任何构造函数前都需要先执行构造代码块。所以执行结果为：

super static block
static block
in main
super constructor block
super constructor
constructor block
constructor

四、应用

静态代码块属于类构造函数的范畴，所以常用于设置静态变量。如，Integer 里面的 IntegerCache。

public final class Integer extends Number implements Comparable<Integer> {
    private static class IntegerCache {
        static final int low = -128;
        static final int high;
        static final Integer cache[];

        static {
            // high value may be configured by property
            int h = 127;
            ...
            high = h;

            cache = new Integer[(high - low) + 1];
            int j = low;
            for(int k = 0; k < cache.length; k++)
                cache[k] = new Integer(j++);

            // range [-128, 127] must be interned (JLS7 5.1.7)
            assert IntegerCache.high >= 127;
        }
        ...
    }

五、总结

1、我们将静态代码块看成类构造方法，类构造方法肯定先于实例构造方法执行。

2、构造代码块可以看成公共构造函数，先于构造函数执行

这方面的内容可以《深入理解 Java 虚拟机》（第 3 版）- 7.3 类加载的过程，会比看博文理解得更深刻。