在Java中，对象创建是一个至关重要的过程，它涉及类加载、内存分配、初始化、赋值等多个阶段。理解这些过程不仅有助于编写更高效的代码，还能帮助我们优化程序的性能。本文将深入分析Java对象创建的全过程，重点讨论类加载、对象初始化、静态与非静态初始化的顺序，以及JVM堆栈内存的分配机制，并结合代码进行解析。

一、类加载过程

Java虚拟机（JVM）在执行Java程序时，需要首先将类加载到内存中。类加载分为以下几个步骤：

加载（Loading）：JVM通过类加载器（ClassLoader）加载字节码文件（.class文件）到内存中，并将其转换为 Class 对象。
链接（Linking）：
- 验证（Verification）：确保类的字节码符合JVM规范。
- 准备（Preparation）：为类的静态变量分配内存，并初始化为默认值。
- 解析（Resolution）：将常量池中的符号引用替换为直接引用。
初始化（Initialization）：执行类的静态代码块以及静态变量的初始化。

示例代码：

public class InitializeDemo2 {  
    private static int k = 1;  
    private static int n = 10;  
    private static int i;  
    private String s = new String("-----");  
  
    static {  
        System.out.println("静态代码块：执行了");  
        System.out.println("k=" + k + ", n=" + n + ", i=" + i);  
    }  
  
    private int h = 2;  
  
    {  
        System.out.println("普通代码块：执行了");  
        System.out.println(s);  
    }  
  
    public static void m1() {  
        System.out.println("静态方法：执行了");  
        System.out.println("k=" + (k++) + ", n=" + n + ", i=" + i);  
    }  
  
    public void m2() {  
        System.out.println("普通方法：执行了");  
        System.out.println("k=" + (k++) + ", n=" + n + ", i=" + i);  
    }  
  
  
    public InitializeDemo2(String str) {  
        System.out.println("构造器：执行了");  
        System.out.println("k=" + (k++) + ", n=" + n + ", i=" + i);  
    }  
      
}

在上述代码中，InitializeDemo2 类的加载过程会按上述顺序进行。静态变量 k 在“准备”阶段被分配内存并初始化为默认值 0，在“初始化”阶段被赋值为 1。

说到这里，就要暂停下。我们怎么验证类的加载过程呢（本文仅从程序员更容易看懂的角度）？我们知道，如果调用类内部的静态方法，会触发类加载过程。

通过在另一个类调用IInitializeDemo2 的静态方法：

public static void main(String args[]) {  
    InitializeDemo2.m1();  
}

可以验证到输出是：

静态代码块：执行了
k=1, n=10, i=0
静态方法：执行了
k=1, n=10, i=0

说明，静态变量在类加载阶段就已经完成了！

二、对象初始化

在对象创建过程中，核心的过程是初始化，其分为两个主要部分：静态初始化和非静态初始化。

静态初始化：只在类第一次加载时执行，用于初始化静态变量和执行静态代码块。
非静态初始化：每次创建对象时执行，用于初始化实例变量和执行非静态代码块。

初始化顺序：

静态变量和静态代码块：按它们在类中出现的顺序执行，只在类加载时执行一次，在前面已经通过代码得到验证。
实例变量和实例代码块：在每次创建对象时执行，执行顺序同样是按照它们在类中出现的顺序。
构造函数：实例变量和实例代码块执行后，才会执行构造函数。

示例代码：

public class InitOrder {
    static {
        System.out.println("Static Block 1");
    }
    
    static int x = print("Static Variable x");
    
    static {
        System.out.println("Static Block 2");
    }
    
    int y = print("Instance Variable y");
    
    {
        System.out.println("Instance Block");
    }
    
    public InitOrder() {
        System.out.println("Constructor");
    }
    
    static int print(String message) {
        System.out.println(message);
        return 0;
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        new InitOrder();
    }
}

输出结果：

Static Block 1
Static Variable x
Static Block 2
Instance Variable y
Instance Block
Constructor

从上面的例子中可以看出，静态块和静态变量按照声明顺序初始化（读者可以调整顺序验证），然后执行实例变量的初始化，接着执行实例块，最后调用构造函数。

三、JVM堆栈内存的分配

JVM在创建对象时，主要使用堆内存、栈内存进行分配：

堆内存：用于存储对象实例和数组。每当我们用 new 关键字创建一个对象时，都会在堆中分配内存，其实这是一个动态的过程。
栈内存：用于存储方法调用相关的信息，包括方法的参数、局部变量、操作数栈和返回地址。每次方法调用都会在栈中创建一个栈帧（Stack Frame）。

对象创建时的堆、栈内存分配过程：

当 new 关键字用于创建对象时，JVM首先会在堆中为该对象分配内存空间，并初始化默认值（如 int 默认值为 0，对象引用默认值为 null）。
然后，JVM会将对象的引用地址存储在栈中的局部变量表中。

示例代码：

public class MemoryAllocation {
    public static void main(String[] args) {
        Example example = new Example();
    }
}

在这段代码中，new Example() 会在堆中分配 Example 对象的内存，并在栈中存储指向这个对象的引用 example。当方法执行结束，栈帧被销毁，但堆中的对象只要有引用指向它，就不会被垃圾回收。

对于内存分配，这里本文不计划深入探讨了，计划未来再写篇文章。

四、赋值过程

在Java中，对象的赋值过程包括两个主要部分：默认初始化 和 显式初始化。

默认初始化：在对象内存分配后，JVM自动将对象的所有实例变量设置为其默认值。
显式初始化：在默认初始化之后，Java按照代码中出现的顺序进行显式初始化。如果有构造函数，则在显式初始化完成后执行构造函数中的赋值操作。

示例代码：

public class ValueAssignment {
    int i = 5;
    String s = "Hello";
    
    public ValueAssignment() {
        i = 10;
        s = "World";
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        ValueAssignment va = new ValueAssignment();
        System.out.println("i: " + va.i + ", s: " + va.s);
    }
}

输出结果：

i: 10, s: World

这里的过程如下：

默认初始化：i 被设置为 0，s 被设置为 null。
显式初始化：i 被赋值为 5，s 被赋值为 "Hello"。
构造函数初始化：i 被重新赋值为 10，s 被重新赋值为 "World"。

结论

对象创建是Java程序中非常基础但复杂的过程，涉及类加载、静态与非静态初始化的顺序、内存分配和赋值等多个方面。理解这些细节对于编写高效、健壮的Java代码至关重要。通过本文的分析和示例代码，我们深入探讨了对象创建的每一个阶段以及它们在JVM中的具体实现方式，为深入掌握Java的内存模型和对象生命周期奠定了基础。

深入分析Java中对象的创建过程

一、类加载过程

二、对象初始化

三、JVM堆栈内存的分配

四、赋值过程

结论